JP2024519078A - 抗cea抗体及びその使用方法 - Google Patents
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Abstract
本開示は、ヒトCEAに結合する抗体及びその抗原結合フラグメント、前記抗体を含む医薬組成物、ならびにがんなどの疾患を治療するための抗CEA抗体または組成物の使用を提供する。【選択図】なし
Description
本明細書には、ヒトCEAに結合する抗体またはその抗原結合フラグメント、及びがんの治療に使用する方法が開示される。
がん胎児性抗原(CEA、CEACAM5またはCD66eとしても知られる)は、存在するグリコシル化の量に応じて分子量が約70~100kDaの糖タンパク質である。ヒト腺癌におけるがん特異抗原として関連するCEAの存在は、Gold et al.,J.Exp.Med.,121,439(1965)によって最初に報告された。CEAは、通常、様々な腺上皮組織(胃腸管、呼吸器管、及び泌尿生殖管など)で発現しており、細胞の頂端表面に局在していると考えられる(Hammarstrom,S.Semin.Cancer Biol.9,67-81(1999))。例えば、結腸の円柱上皮及び杯細胞において見出される(Fraengsmyr et al.,Tumor Biol.20:277-292(1999))。これらの組織タイプから生成された腫瘍では、CEA発現は頂端膜から細胞表面まで増加し、細胞表面から除去されると血流に入る(Hammarstrom,S.Semin.Cancer Biol.9,67-81;(1999);Fraengsmyr et al.,Tumor Biol.20:277-292(1999)も参照)。CEAの過剰発現は、結腸直腸癌、膵臓癌、肺癌、胃癌、肝細胞癌、乳癌、甲状腺癌など、多くの種類のがんで観察された。したがって、CEAは、がんの予後及び管理においてがん患者の血液中のCEAレベルの上昇を判定するための診断腫瘍マーカーとして有用である(Chevinsky,A.H.(1991)Semin.Surg.Oncol.7,162-166;Shively,J.E.et al.,(1985)Crit.Rev.Oncol.Hematol.2,355-399)。
CEAは、標的療法に有用な腫瘍関連抗原と考えられている(Kuroki M,et al.,(2002)Anticancer Res 22:4255-64)。1つのアプローチは、抗CEA scFvを表示し、CEAを発現するがん細胞に一酸化窒素シンターゼ(iNOS)遺伝子を送達するレトロウイルス構築物の生成であった。(Kuroki M.et al.,(2000)Anticancer Res.20(6A):4067-71)。別のアプローチは、放射性同位体を抗CEA抗体に結合させ、放射線がCEA発現腫瘍に特異的に向けられたことを実証することであった(Wilkinson et al.,PNAS USA 98,10256-60(2001)、Goldenberg et al.,Am.J.Gastroenterol.,86:1392-1403(1991)、Olafsen T.et al.,Protein Engineering,Design & Selection,17,21-27,(2004)、Meyer et al.,Clin.Cancer Res.15:4484-4492(2009)、Sharkey et al.,J.Nucl.Med.46:620-633(2005))。放射性同位体によるアプローチは、抗CEA抗体薬物複合体(ADC)にも拡張されている。例えば、Shinmi et al.は、モノメチルオーリスタチンE(MMAE)に結合した抗CEA抗体について報告した(Shinmi et al.,Cancer Med.6(4):798-808(2017))。
しかし、抗CEA抗体の問題の1つは交差反応性である。CEAは他のCEACAMファミリーメンバーと高い相同性を示す。例えば、ヒトCEAはCEACAM6と84%の相同性、CECAM8と77%の相同性、CEACAM1と73%の相同性を示す。本開示は、CEAに特異的な抗CEA抗体を提供する。
本開示は、抗CEA抗体及びその抗原結合フラグメントを対象とする。本開示は、以下の実施形態を包含する。
配列番号52のアミノ酸596~~674でヒトCEAに特異的に結合する抗体またはその結合フラグメントを含む、抗CEA抗体またはその抗原結合フラグメント。
他のCEACAMファミリーメンバーに結合しない、前記抗CEA抗体または前記抗原結合フラグメント。
(i)(a)配列番号7のHCDR1(重鎖相補性決定領域1)と、(b)配列番号8のHCDR2と、(c)配列番号9のHCDR3とを含む重鎖可変領域、及び、(d)配列番号10のLCDR1(軽鎖相補性決定領域1)と、(e)配列番号11のLCDR2と、(f)配列番号6のLCDR3とを含む軽鎖可変領域;
(ii)(a)配列番号24のHCDR1と、(b)配列番号25のHCDR2と、(c)配列番号26のHCDR3とを含む重鎖可変領域、及び、(d)配列番号27のLCDR1と、(e)配列番号28のLCDR2と、(f)配列番号23のLCDR3とを含む軽鎖可変領域;または
(iii)(a)配列番号41のHCDR1と、(b)配列番号42のHCDR2と、(c)配列番号43のHCDR3とを含む重鎖可変領域、及び、(d)配列番号44のLCDR1と、(e)配列番号45のLCDR2と、(f)配列番号40のLCDR3とを含む軽鎖可変領域
を含む、請求項1に記載の抗CEA抗体または抗原結合フラグメント。
(ii)(a)配列番号24のHCDR1と、(b)配列番号25のHCDR2と、(c)配列番号26のHCDR3とを含む重鎖可変領域、及び、(d)配列番号27のLCDR1と、(e)配列番号28のLCDR2と、(f)配列番号23のLCDR3とを含む軽鎖可変領域;または
(iii)(a)配列番号41のHCDR1と、(b)配列番号42のHCDR2と、(c)配列番号43のHCDR3とを含む重鎖可変領域、及び、(d)配列番号44のLCDR1と、(e)配列番号45のLCDR2と、(f)配列番号40のLCDR3とを含む軽鎖可変領域
を含む、請求項1に記載の抗CEA抗体または抗原結合フラグメント。
(i)配列番号14と少なくとも90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%同一のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(VH)、及び配列番号15と少なくとも90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%同一のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(VL);
(ii)配列番号31と少なくとも90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%同一のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(VH)、及び配列番号32と少なくとも90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%同一のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(VL);または
(iii)配列番号48と少なくとも90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%同一のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(VH)、及び配列番号49と少なくとも90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%同一のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(VL)
を含む、前記抗CEA抗体または前記抗原結合フラグメント。
(ii)配列番号31と少なくとも90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%同一のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(VH)、及び配列番号32と少なくとも90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%同一のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(VL);または
(iii)配列番号48と少なくとも90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%同一のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(VH)、及び配列番号49と少なくとも90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%同一のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(VL)
を含む、前記抗CEA抗体または前記抗原結合フラグメント。
配列番号14、15、31、32、48、または49内の1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のアミノ酸が挿入、削除、または置換されている、前記抗CEA抗体または前記抗原結合フラグメント。
(i)配列番号14を含む重鎖可変領域(VH)、及び配列番号15を含む軽鎖可変領域(VL);
(ii)配列番号31を含む重鎖可変領域(VH)、及び配列番号32を含む軽鎖可変領域(VL);または
(iii)配列番号48を含む重鎖可変領域(VH)、及び配列番号49を含む軽鎖可変領域(VL)
を含む、前記抗CEA抗体または前記抗原結合フラグメント。
(ii)配列番号31を含む重鎖可変領域(VH)、及び配列番号32を含む軽鎖可変領域(VL);または
(iii)配列番号48を含む重鎖可変領域(VH)、及び配列番号49を含む軽鎖可変領域(VL)
を含む、前記抗CEA抗体または前記抗原結合フラグメント。
モノクローナル抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト改変抗体、一本鎖抗体(scFv)、Fabフラグメント、Fab’フラグメント、またはF(ab’)2フラグメントである、前記抗CEA抗体または前記抗原結合フラグメント。
抗体依存性細胞傷害性(ADCC)または補体依存性細胞傷害性(CDC)を有する、前記抗CEA抗体または前記抗原結合フラグメント。
グリコシル化が低下しているか、グリコシル化がないか、または低フコシル化されている、前記抗CEA抗体または前記抗原結合フラグメント。
増加した二分GlcNac構造を含む、前記抗CEA抗体または前記抗原結合フラグメント。
FcドメインがIgG1である、前記抗CEA抗体または前記抗原結合フラグメント。
前記抗体が毒素に結合している、前記抗CEA抗体または前記抗原結合フラグメント。
前記抗CEA抗体またはその前記抗原結合フラグメントを含む医薬組成物であって、薬学的に許容される担体をさらに含む、前記医薬組成物。
有効量の前記抗体または前記抗原結合フラグメントを、必要とする患者に投与することを含む、がんの治療方法。
前記がんが、胃癌、結腸癌、膵臓癌、乳癌、頭頚部癌、腎臓癌、肝臓癌、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、皮膚癌、中皮腫、リンパ腫、白血病、骨髄腫及び肉腫である、前記方法。
前記抗体または前記抗原結合フラグメントが、別の治療剤と組み合わせて投与される、前記方法。
前記治療剤が、パクリタキセルもしくはパクリタキセル剤、ドセタキセル、カルボプラチン、トポテカン、シスプラチン、イリノテカン、ドキソルビシン、レナリドマイド、または5-アザシチジンである、前記方法。
前記治療剤が、抗PD1抗体または抗PDL1抗体である、前記方法。
前記抗CEA抗体または前記抗原結合フラグメントをコードする、単離された核酸。
前記核酸を含む、ベクター。
前記核酸または前記ベクターを含む、宿主細胞。
前記宿主細胞を培養し、培養物から抗体または抗原結合フラグメントを回収することを含む、前記抗CEA抗体またはその前記抗原結合フラグメントを産生する方法。
一実施形態では、抗CEA抗体またはその抗原結合フラグメントは、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、配列番号6、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号23、配列番号41、配列番号42、配列番号43、配列番号44、配列番号45、または配列番号40からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む1つ以上の相補性決定領域(CDR)を含む。
別の実施形態では、抗体またはその抗原結合フラグメントは、(a)配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号41、配列番号42、もしくは配列番号43からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む1つ以上の相補性決定領域(HCDR)を含む重鎖可変領域、及び/または(b)配列番号10、配列番号11、配列番号6、配列番号27、配列番号28、配列番号23、配列番号44、配列番号45、もしくは配列番号40からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む1つ以上の相補性決定領域(LCDR)を含む軽鎖可変領域を含む。
別の実施形態では、抗体またはその抗原結合フラグメントは、(a)配列番号7、配列番号24、もしくは配列番号41のアミノ酸配列を含むHCDR1と、配列番号8、配列番号25、もしくは配列番号42のアミノ酸配列を含むHCDR2と、配列番号9、配列番号26、もしくは配列番号43のアミノ酸配列を含むHCDR3との3つの相補性決定領域(HCDR)を含む重鎖可変領域、及び/または(b)配列番号10、配列番号27、もしくは配列番号44のアミノ酸配列を含むLCDR1と、配列番号11、配列番号28、もしくは配列番号45のアミノ酸配列を含むLCDR2と、配列番号6、配列番号23、配列番号40のアミノ酸配列を含むLCDR3との3つの相補性決定領域(LCDR)を含む軽鎖可変領域を含む。
別の実施形態では、抗CEA抗体またはその抗原結合フラグメントは、(a)配列番号7のアミノ酸配列を含むHCDR1と、配列番号8のアミノ酸配列を含むHCDR2と、配列番号9のアミノ酸配列を含むHCDR3との3つの相補性決定領域、もしくは、配列番号24のアミノ酸配列を含むHCDR1と、配列番号25のアミノ酸配列を含むHCDR2と、配列番号26のアミノ酸配列を含むHCDR3との3つの相補性決定領域、もしくは、配列番号41のアミノ酸配列を含むHCDR1と、配列番号42のアミノ酸配列を含むHCDR2と、配列番号43のアミノ酸配列を含むHCDR3との3つの相補性決定領域(HCDR)を含む重鎖可変領域、及び/または(b)配列番号10のアミノ酸配列を含むLCDR1と、配列番号11のアミノ酸配列を含むLCDR2と、配列番号6のアミノ酸配列を含むLCDR3との3つの相補性決定領域、もしくは、配列番号27のアミノ酸配列を含むLCDR1と、配列番号28のアミノ酸配列を含むLCDR2と、配列番号23のアミノ酸配列を含むLCDR3との3つの相補性決定領域、もしくは、配列番号44のアミノ酸配列を含むLCDR1と、配列番号45のアミノ酸配列を含むLCDR2と、配列番号40のアミノ酸配列を含むLCDR3との3つの相補性決定領域(LCDR)を含む軽鎖可変領域を含む。
別の実施形態では、抗CEA抗体またはその抗原結合フラグメントは、(a)配列番号7のHCDR1、(b)配列番号8のHCDR2、(c)配列番号9のHCDR3を含む重鎖可変領域、ならびに、(d)配列番号10のLCDR1、(e)配列番号11のLCDR2、及び(f)配列番号6のLCDR3を含む軽鎖可変領域を含む。
別の実施形態では、抗CEA抗体またはその抗原結合フラグメントは、(a)配列番号24のHCDR1、(b)配列番号25のHCDR2、(c)配列番号26のHCDR3を含む重鎖可変領域、ならびに、(d)配列番号27のLCDR1、(e)配列番号28のLCDR2、及び(f)配列番号23のLCDR3を含む軽鎖可変領域を含む。
さらに別の実施形態では、抗CEA抗体またはその抗原結合フラグメントは、(a)配列番号41のHCDR1、(b)配列番号42のHCDR2、(c)配列番号43のHCDR3を含む重鎖可変領域、ならびに、(d)配列番号44のLCDR1、(e)配列番号45のLCDR2、及び(f)配列番号40のLCDR3を含む軽鎖可変領域を含む。
一実施形態では、本開示の抗体またはその抗原結合フラグメントは、(a)配列番号14、配列番号31、もしくは配列番号48のアミノ酸配列、または、配列番号14、配列番号31、もしくは配列番号48のいずれか1つと少なくとも95%、96%、97%、98%もしくは99%同一のアミノ酸配列を有する重鎖可変領域、及び/または(b)配列番号15、配列番号32、もしくは配列番号49のアミノ酸配列、または、配列番号15、配列番号32、もしくは配列番号49のいずれか1つと少なくとも95%、96%、97%、98%もしくは99%同一のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域を含む。
別の実施形態では、本開示の抗CEA抗体またはその抗原結合フラグメントは、(a)配列番号14、配列番号31、もしくは配列番号48のアミノ酸配列、または、配列番号14、配列番号31、もしくは配列番号48のアミノ酸配列において1、2もしくは3個のアミノ酸置換を含むアミノ酸配列を含む重鎖可変領域、及び/または(b)配列番号15、配列番号32、もしくは配列番号49のアミノ酸配列、または、配列番号15、配列番号32、もしくは配列番号49のアミノ酸において1、2、3、4もしくは5個のアミノ酸置換を含むアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域を含む。別の実施形態では、アミノ酸置換は保存的アミノ酸置換である。
一実施形態では、本開示の抗体は、IgG1、IgG2、IgG3、またはIgG4アイソタイプのものである。より具体的な実施形態では、本開示の抗体は、野生型ヒトIgG1(ヒトIgG1wtまたはhuIgG1とも呼ばれる)またはIgG2のFcドメインを含む。別の実施形態では、本開示の抗体は、S228P及び/またはR409K置換(EU番号付けシステムによる)を有するヒトIgG4のFcドメインを含む。
一実施形態では、本開示の抗CEA抗体は、1×10-6M~1×10-10Mの結合親和性(KD)でCEAに結合する。別の実施形態では、本開示の抗体は、約1×10-6M、約1×10-7M、約1×10-8M、約1×10-9M、または約1×10-10Mの結合親和性(KD)でCEAに結合する。
別の実施形態では、本開示の抗ヒトCEA抗体は、カニクイザルCEAに対して種間結合活性を示す。
一実施形態では、本開示の抗体は、強力なFc媒介エフェクター機能を有する。抗体は、CEAを発現する標的細胞に対する抗体依存性細胞傷害(ADCC)を媒介する。
本開示は、抗CEA抗体または抗原結合フラグメントのアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む単離された核酸に関する。一実施形態では、単離された核酸は、配列番号16、配列番号33もしくは配列番号50のVHヌクレオチド配列、または配列番号16、配列番号33もしくは配列番号50と少なくとも95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有するヌクレオチド配列を含み、本開示の抗体または抗原結合フラグメントのVH領域をコードする。代替的にまたは追加的に、単離された核酸は、配列番号17、配列番号34もしくは配列番号51のVLヌクレオチド配列、または配列番号17、配列番号34もしくは配列番号51と少なくとも95%、96%、97%、98%もしくは99%の同一性を有するヌクレオチド配列を含み、本開示の抗体または抗原結合フラグメントのVL領域をコードする。
別の態様では、本開示は、抗CEA抗体またはその抗原結合フラグメント、及び任意選択的に薬学的に許容される賦形剤を含む医薬組成物に関する。
さらに別の態様では、本開示は、治療有効量の抗CEA抗体もしくはその抗原結合フラグメント、または抗CEA抗体医薬組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、対象における疾患を治療する方法に関する。別の実施形態では、抗体または抗原結合フラグメントによって治療される疾患はがんである。
本開示は、がんなどの疾患を治療するための抗CEA抗体もしくはその抗原結合フラグメント、または抗CEA抗体医薬組成物の使用に関する。
定義
本書類の別の箇所で特に定義されない限り、本明細書で使用される他のすべての技術的及び科学的用語は、当業者によって一般的に理解される意味を有する。
本書類の別の箇所で特に定義されない限り、本明細書で使用される他のすべての技術的及び科学的用語は、当業者によって一般的に理解される意味を有する。
添付の特許請求の範囲を含めて、本明細書で使用される場合、「a」、「an」、及び「the」などの単数形の単語は、文脈が明らかにそうではないと指示しない限り、それらの対応する複数への参照を含む。
「または」という用語は、文脈が明らかにそうではないと指示しない限り、「及び/または」という用語を意味するために使用され、「及び/または」と同義に使用される。
本明細書で使用される「抗がん剤」という用語は、細胞傷害剤、化学療法剤、放射線療法及び放射線療法剤、標的化抗がん剤、ならびに免疫療法剤を含むがこれらに限定されない、がんなどの細胞増殖性障害を治療するために使用することができる任意の薬剤を指す。
「がん胎児性抗原」または「CEA」という用語は、約70~100kDaの糖タンパク質を指す。CEAはCEACAM5またはCD66eとしても知られている。ヒトCEAのアミノ酸配列(配列番号52)は、受託番号P06731またはNM_004363.2としても見出すことができる。
本明細書で使用される「投与」、「投与すること」、「治療すること」、及び「治療」という用語は、動物、ヒト、実験対象、細胞、組織、器官、または生体液に適用される場合、動物、ヒト、対象、細胞、組織、器官、または生体液への外因性医薬品、治療剤、診断剤、または組成物の接触を意味する。細胞の治療は、試薬の細胞への接触、ならびに試薬の流体への接触を包含し、流体が細胞と接触する。「投与」及び「治療」という用語はまた、例えば細胞の、試薬、診断、結合化合物による、または別の細胞による、インビトロ及びエクスビボ治療を意味する。本明細書における「対象」という用語には、任意の生物、好ましくは動物、より好ましくは哺乳動物(例えば、ラット、マウス、イヌ、ネコ、ウサギ)、及び最も好ましくはヒトが含まれる。一態様において、任意の疾患または障害を処置することは、疾患または障害を緩和すること(すなわち、疾患またはその臨床症状のうちの少なくとも1つの発症を遅らせる、または阻止する、または減少させること)を指す。別の態様において、「治療する」、「治療すること」、または「治療」は、患者によって識別できない可能性のあるものを含む少なくとも1つの物理的パラメータを緩和または改善することを指す。さらに別の態様において、「治療する」、「治療すること」、または「治療」は、疾患または障害を、物理的(例えば、識別可能な症状の安定化)、生理学的(例えば、物理的パラメータの安定化)のいずれか、またはその両方で調節することを指す。さらに別の態様において、「治療する」、「治療すること」、または「治療」は、疾患または障害の発症または発達もしくは進行を予防または遅延させることを指す。
本開示の文脈における「対象」という用語は、哺乳動物、例えば、霊長類、好ましくは高等霊長類、例えば、ヒト(例えば、本明細書に記載の障害を有するか、または有するリスクがある患者)である。
本明細書で使用される「親和性」という用語は、抗体と抗原との間の相互作用の強さを指す。抗原内では、抗体の可変領域が非共有結合力を介して多くの部位で抗原と相互作用する。一般に、相互作用が多ければ多いほど、親和性は強くなる。
本明細書で使用される「抗体」という用語は、対応する抗原に非共有結合的に、可逆的に、かつ特異的に結合することができる免疫グロブリンファミリーのポリペプチドを指す。例えば、天然に存在するIgG抗体は、ジスルフィド結合によって相互接続された少なくとも2つの重(H)鎖と2つの軽(L)鎖を含む四量体である。各重鎖は、重鎖可変領域(本明細書でVHと略記される)及び重鎖定常領域からなる。重鎖定常領域は、3つのドメインCH1、CH2、及びCH3からなる。各軽鎖は、軽鎖可変領域(本明細書でVLまたはVκと略記される)及び軽鎖定常領域からなる。軽鎖定常領域は、1つのドメインCLからなる。VH及びVL領域は、フレームワーク領域(FR)と称されるより保存された領域と共に散在する、相補性決定領域(CDR)と称される超可変性の領域に、さらに細分することができる。各VH及びVLは、3つのCDR及び4つのフレームワーク領域(FR)から構成され、アミノ末端からカルボキシ末端へと、FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、及びFR4の順序で配列される。重鎖及び軽鎖の可変領域には、抗原と相互作用する結合ドメインが含まれている。抗体の定常領域は、免疫系の様々な細胞(例えば、エフェクター細胞)及び古典的補体系の第1成分(C1q)を含む、宿主組織または因子への免疫グロブリンの結合を媒介することができる。
「抗体」という用語は、モノクローナル抗体、ヒト抗体、ヒト化抗体、キメラ抗体、及び抗イディオタイプ(抗Id)抗体を含むが、これらに限定されない。抗体は、いずれかのアイソタイプ/クラス(例えば、IgG、IgE、IgM、IgD、IgA及びIgY)、またはサブクラス(例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1、及びIgA2)のものであることが可能である。
いくつかの実施形態では、抗CEA抗体は、少なくとも1つの抗原結合部位、少なくとも可変領域を含む。いくつかの実施形態では、抗CEA抗体は、本明細書に記載のCEA抗体からの抗原結合フラグメントを含む。いくつかの実施形態では、抗CEA抗体は、単離されるか、または組み換え体である。
本明細書における「モノクローナル抗体」または「mAb」もしくは「Mab」という用語は、実質的に同種の抗体の集団を意味し、すなわち、その集団に含まれる抗体分子は、少量で存在し得る天然に存在する変異の可能性を除いて、アミノ酸配列が同一である。対照的に、従来の(ポリクローナル)抗体調製物は通常、可変ドメイン、特に異なるエピトープに特異的であることが多い相補性決定領域(CDR)内に異なるアミノ酸配列を有する多数の異なる抗体を含む。「モノクローナル」という修飾語は、実質的に同種の抗体の集団から得られるものとして抗体の特徴を示しており、任意の特定の方法による抗体の産生を必要とするものとして解釈されるものではない。モノクローナル抗体(mAb)は、当業者に知られている方法によって得ることができる。例えば、Kohler et al.,Nature 1975 256:495-497;U.S.Pat.No.4,376,110;Ausubel et al.,CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY 1992;Harlow et al.,ANTIBODIES:A LABORATORY MANUAL,Cold spring Harbor Laboratory 1988;及びColligan et al.,CURRENT PROTOCOLS IN IMMUNOLOGY 1993を参照されたい。本明細書に開示される抗体は、IgG、IgM、IgD、IgE、IgAを含む任意の免疫グロブリンクラス、及びIgG1、IgG2、IgG3、IgG4などのその任意のサブクラスのものであり得る。モノクローナル抗体を産生するハイブリドーマは、インビトロまたはインビボで培養することができる。高力価のモノクローナル抗体は、個々のハイブリドーマからの細胞をマウス(初期刺激済みのBalb/cマウスなど)に腹腔内注射して、所望の抗体を高濃度に含有する腹水を産生するインビボ産生で得ることができる。アイソタイプIgMまたはIgGのモノクローナル抗体は、当業者に周知のカラムクロマトグラフィー法を使用して、そのような腹水または培養上清から精製することができる。
一般に、基本的な抗体構造単位は、四量体を含む。各四量体は、2つの同一のポリペプチド鎖対を含み、各対は、1つの「軽鎖」(約25kDa)及び1つの「重鎖」(約50~70kDa)を有する。各鎖のアミノ末端部分は、主に抗原認識に関与する約100~110以上のアミノ酸長の可変領域を含む。重鎖のカルボキシ末端部分は、主にエフェクター機能に関与する定常領域を定義することができる。通常、ヒト軽鎖はカッパ軽鎖とラムダ軽鎖に分類される。さらに、ヒト重鎖は通常、α、δ、ε、γ、またはμとして分類され、抗体のアイソタイプはそれぞれIgA、IgD、IgE、IgG、及びIgMとして定義される。軽鎖及び重鎖内では、可変領域及び定常領域は、約12個以上のアミノ酸の「J」領域によって連結されており、重鎖には、約10個以上のアミノ酸の「D」領域も含まれている。
各軽鎖/重鎖(VL/VH)対の可変領域は、抗体結合部位を形成する。したがって、一般に、完全な抗体は2つの結合部位を有する。二機能性抗体または二重特異性抗体を除いて、2つの結合部位は、一般的に、一次配列において同じである。
通常、重鎖と軽鎖の両方の可変ドメインは、比較的保存されたフレームワーク領域(FR)の間に位置する「相補性決定領域(CDR)」とも呼ばれる3つの超可変領域を含む。CDRは通常、フレームワーク領域によって整列され、特定のエピトープへの結合を可能にする。一般に、N末端からC末端まで、軽鎖可変ドメイン及び重鎖可変ドメインの両方は、FR-1(またはFR1)、CDR-1(またはCDR1)、FR-2(FR2)、CDR-2(CDR2)、FR-3(またはFR3)、CDR-3(CDR3)、及びFR-4(またはFR4)を含む。CDR及びフレームワーク領域の位置は、当技術分野で周知の様々な定義、例えば、Kabat、Chothia、AbM及びIMGTを使用して決定することができる(例えば、Johnson et al.,Nucleic Acids Res.,29:205-206(2001);Chothia and Lesk,J.Mol.Biol.,196:901-917(1987);Chothia et al.,Nature,342:877-883(1989);Chothia et al.,J.Mol.Biol.,227:799-817(1992);Al-Lazikani et al.,J.Mol.Biol.,273:927-748(1997)ImMunoGenTics(IMGT)numbering(Lefranc,M.-P.,The Immunologist,7,132-136(1999);Lefranc,M.-P.et al.,Dev.Comp.Immunol.,27,55-77(2003)(「IMGT」番号付け手順)を参照されたい)。抗原結合部位の定義は以下にも記載されている:Ruiz et al.,Nucleic Acids Res.,28:219-221(2000);及びLefranc,M.P.,Nucleic Acids Res.,29:207-209(2001);MacCallum et al.,J.Mol.Biol.,262:732-745(1996);及びMartin et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,86:9268-9272(1989);Martin et al.,Methods Enzymol.,203:121-153(1991);及びRees et al.,In Sternberg M.J.E.(ed.),Protein Structure Prediction,Oxford University Press,Oxford,141-172(1996)。例えば、Kabatでは、重鎖可変ドメイン(VH)のCDRアミノ酸残基には31~35(HCDR1)、50~65(HCDR2)、及び95~102(HCDR3)の番号が付けられており、軽鎖可変ドメイン(VL)のCDRアミノ酸残基には24~34(LCDR1)、50~56(LCDR2)、及び89~97(LCDR3)の番号が付けられている。Chothiaでは、VHのCDRアミノ酸には26~32(HCDR1)、52~56(HCDR2)、及び95~102(HCDR3)の番号が付けられており、VLのアミノ酸残基には26~32(LCDR1)、50~52(LCDR2)、及び91~96(LCDR3)の番号が付けられている。KabatとChothiaの両方のCDR定義の組み合わせにより、CDRは、ヒトVHのアミノ酸残基26~35(HCDR1)、50~65(HCDR2)、及び95~102(HCDR3)、ならびにヒトVLのアミノ酸残基24~34(LCDR1)、50~56(LCDR2)、及び89~97(LCDR3)からなる。IMGTでは、VHのCDRアミノ酸残基にはおよそ26~35(HCDR1)、51~57(HCDR2)、及び93~102(HCDR3)の番号が付けられており、VLのCDRアミノ酸残基にはおよそ27~32(LCDR1)、50~52(LCDR2)、及び89~97(LCDR3)の番号が付けられている(Kabatによる番号付け)。IMGTでは、抗体のCDR領域を、プログラムIMGT/DomainGap Alignを使用して決定することができる。
「超可変領域」という用語は、抗原結合に関与する抗体のアミノ酸残基を指す。超可変領域は、「CDR」(例えば、軽鎖可変ドメインのLCDR1、LCDR2、及びLCDR3、ならびに重鎖可変ドメインのHCDR1、HCDR2、及びHCDR3)からのアミノ酸残基を含む。Kabat et al.,(1991)Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th Ed.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,Md.(配列によって抗体のCDR領域を定義している)を参照されたい。また、Chothia and Lesk(1987)J.Mol.Biol.196:901-917(構造によって抗体のCDR領域を定義している)をも参照されたい。「フレームワーク」または「FR」残基という用語は、本明細書においてCDR残基として定義される超可変領域残基以外の可変ドメイン残基を意味する。
他に示さない限り、「抗原結合フラグメント」は、抗体の抗原結合フラグメント、すなわち、完全長抗体によって結合される抗原に特異的に結合する能力を保持する抗体断片、例えば、1つ以上のCDR領域を保持する断片を意味する。抗原結合フラグメントの例としては、Fab、Fab’、F(ab’)2、及びFv断片;二重特異性抗体;直鎖状抗体;一本鎖抗体分子、例えば、単鎖Fv(ScFv);ナノボディ及び抗体断片から形成された抗体が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、抗体が標的タンパク質に「特異的に結合」することは、抗体が他のタンパク質と比較してその標的に対して優先的な結合を示すことを意味するが、この特異性は、絶対的な結合特異性を必要としない。抗体が「特異的に結合する」または「選択的に結合する」ことは、抗原(例えば、タンパク質)と抗体または抗原結合抗体フラグメントとの間の相互作用を説明する文脈で使用され、タンパク質及び他の生物製剤の不均一集団、例えば生物学的サンプル、血液、血清、血漿または組織サンプルにおける抗原の存在を決定する結合反応を指す。したがって、特定の指定されたイムノアッセイ条件下では、抗体またはその抗原結合フラグメントは、バックグラウンドレベルと比較して少なくとも2倍特定の抗原に特異的に結合し、サンプル中に存在する他の抗原には有意な量で特異的に結合しない。一態様では、指定されたイムノアッセイ条件下では、抗体またはその抗原結合フラグメントは、結合のバックグラウンドレベルと比較して少なくとも10倍特定の抗原に特異的に結合し、サンプル中に存在する他の抗原には有意な量で特異的に結合しない。
本明細書において「ヒト抗体」という用語は、ヒト免疫グロブリンタンパク質配列のみを含む抗体を意味する。ヒト抗体は、マウス、マウス細胞、またはマウス細胞由来のハイブリドーマで生成される場合、マウスの糖鎖を含むことができる。同様に、「マウス抗体」または「ラット抗体」は、それぞれマウスまたはラットの免疫グロブリンタンパク質配列のみを含む抗体を意味する。
「ヒト化」または「ヒト化抗体」という用語は、非ヒト(例えばマウス)抗体及びヒト抗体由来の配列を含む抗体の形態を意味する。このような抗体は、非ヒト免疫グロブリンに由来する最小限の配列を含む。一般に、ヒト化抗体は、少なくとも1つ、典型的には2つの可変ドメインの実質的にすべてを含み、超可変ループのすべてまたは実質的にすべてが、非ヒト免疫グロブリンの超可変ループに対応し、FR領域のすべてまたは実質的にすべてが、ヒト免疫グロブリン配列のFR領域である。ヒト化抗体は、任意に、免疫グロブリン定常領域(Fc)の少なくとも一部、典型的にはヒト免疫グロブリン定常領域(Fc)の少なくとも一部も含む。ヒト化抗体をげっ歯類の親抗体と区別するために必要な場合、接頭辞「hum」、「hu」、「Hu」、または「h」が抗体クローンの名称に追加される。げっ歯類抗体のヒト化形態は、一般に、げっ歯類の親抗体と同じCDR配列を含むが、親和性を高め、ヒト化抗体の安定性を高め、翻訳後修飾を除去するため、または他の理由のために、特定のアミノ酸置換を含むことができる。
「対応するヒト生殖系列配列」という用語は、ヒト生殖系列免疫グロブリン可変領域配列によってコードされる他のすべての既知の可変領域アミノ酸配列と比較して、参照可変領域アミノ酸配列またはサブ配列と決定された最も高いアミノ酸配列同一性を共有するヒト可変領域アミノ酸配列またはサブ配列をコードする核酸配列を指す。対応するヒト生殖系列配列は、他のすべての評価された可変領域アミノ酸配列と比較して、参照可変領域アミノ酸配列またはサブ配列と最も高いアミノ酸配列同一性を有するヒト可変領域アミノ酸配列またはサブ配列を指すこともできる。対応するヒト生殖系列配列は、フレームワーク領域のみ、相補性決定領域のみ、フレームワーク及び相補性決定領域、可変セグメント(上記で定義したとおり)、または可変領域を含む配列もしくはサブ配列の他の組み合わせであり得る。配列同一性は、本明細書に記載の方法、例えば、BLAST、ALIGN、または当技術分野で公知の別のアラインメントアルゴリズムを使用して2つの配列をアラインメントすることを使用して決定することができる。対応するヒト生殖系列核酸またはアミノ酸配列は、参照可変領域の核酸またはアミノ酸配列と少なくとも約90%、91、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の配列同一性を有し得る。さらに、抗体が定常領域を含む場合、定常領域もそのようなヒト配列、例えば、ヒト生殖系列配列、もしくはヒト生殖系列配列の変異バージョン、または、例えば、Knappik et al.,J.Mol.Biol.296:57-86,2000に記載されているように、ヒトフレームワーク配列分析に由来するコンセンサスフレームワーク配列を含む抗体に由来する。
「平衡解離定数(KD、M)」という用語は、解離速度定数(kd、時間-1)を結合速度定数(ka、時間-1、M-1)で割ったものを指す。平衡解離定数は、当技術分野で知られている任意の方法を使用して測定することができる。本開示の抗体は、一般に、約10-7M未満または10-8M未満、例えば、約10-9M未満または10-10M未満、いくつかの態様では、約10-11M未満、10-12M未満、または10-13M未満の平衡解離定数を有することになる。
本明細書における「がん」または「腫瘍」という用語は、当該技術分野で理解される最も広い意味を有し、典型的には調節されていない細胞増殖を特徴とする哺乳動物における生理学的状態を指す。本開示の文脈において、がんは、特定の種類または位置に限定されない。
本開示の文脈において、アミノ酸配列に言及する場合、「保存的置換」という用語は、元のアミノ酸の、抗体またはフラグメントの化学的、物理的及び/または機能的特性、例えば、そのCEAへの結合親和性を実質的に改変しない新しいアミノ酸による置換を意味する。具体的には、アミノ酸の一般的な保存的変換は当該技術分野で周知である。
本明細書で使用される「knob-into-hole」技術という用語は、1つのポリペプチド内に空間的隆起(knob)を導入し、他のポリペプチド内にソケットまたは空洞(hole)を導入する(それらが相互作用する界面において)ことによって、インビトロまたはインビボのいずれかで2つのポリペプチドの対合を一緒に指示するアミノ酸を指す。例えば、knob-into-holeは、抗体のFc:Fc結合界面、CL:CHI界面、またはVH/VL界面に導入されている(例えば、US2011/0287009、US2007/0178552、WO96/027011、WO98/050431、及びZhu et al.、1997、Protein Science 6:781-788を参照されたい)。いくつかの実施形態において、knob-into-holeは、抗体の製造中に、2つの異なる重鎖が一緒になる正しい対合を保証する。例えば、それらのFc領域内にknob-into-holeアミノ酸を有する抗体は、各Fc領域に連結された単一可変ドメインをさらに含み得るか、または類似のもしくは異なる軽鎖可変ドメインと対合する異なる重鎖可変ドメインをさらに含み得る。Knob-into-hole技術をVHまたはVL領域で使用して正しい対合を保証することもできる。
本明細書で使用される「knob」という用語は、「knob-into-hole」技術の文脈では、ポリペプチドが別のポリペプチドと相互作用する界面において、ポリペプチド内に隆起(knob)を導入するアミノ酸の変化を指す。いくつかの実施形態において、他のポリペプチドは、hole突然変異を有する。
本明細書で使用される「hole」という用語は、「knob-into-hole」の文脈では、ポリペプチドが別のポリペプチドと相互作用する界面において、ポリペプチド内にソケットまたは空洞(hole)を導入するアミノ酸の変化を指す。いくつかの実施形態において、他のポリペプチドは、knob突然変異を有する。
パーセント配列同一性及び配列類似性を決定するのに適したアルゴリズムの例は、Altschul et al,Nuc.Acids Res.25:3389-3402,1977;及びAltschul et al.,J.Mol.Biol.215:403-410,1990にそれぞれ記載されているBLASTアルゴリズムである。BLAST分析を行うためのソフトウェアは、National Center for Biotechnology Informationを通じて一般に入手可能である。このアルゴリズムは、第1に、データベース配列において同じ長さのワードと整列するときに、一致するかまたは何らかの正値の閾値スコアTを満たすクエリ配列における長さWの短いワードを特定することによって、高スコアの配列対(HSP)を特定することを含む。Tは、近傍ワードスコア閾値と称される。これらの初期の近隣ワードヒットは、それらを含むより長いHSPを見つけるための検索を開始するための値として機能する。ワードヒットは、累積アライメントスコアを増加させることができる限り、各配列に沿って両方向に延びる。累積スコアは、ヌクレオチド配列について、パラメータM(マッチする残基の対についての報酬スコア、常に>0)及びN(ミスマッチする残基についてのペナルティスコア、常に<0)を使用して計算される。アミノ酸配列については、スコア化マトリックスを使用して累積スコアを算出する。各方向の単語ヒットの拡張は、累積アライメントスコアがその最大達成値から量Xだけ減少するか、1つ以上の負のスコア残基アライメントの累積に起因して累積スコアがゼロもしくはゼロ以下になるか、または配列のいずれかの終わりに達した場合に停止される。BLASTアルゴリズムパラメータW、T、及びXは、アライメントの感度及び速度を決定する。BLASTNプログラム(ヌクレオチド配列について)は、デフォルトとして、11の単語長(W)、10の期待値(E)、M=5、N=4、及び両鎖の比較を使用する。アミノ酸配列については、BLASTプログラムは、3のワード長、及び10の期待値(E)、ならびに50のBLOSUM62スコア化マトリックス(Henikoff and Henikoff,(1989)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:10915を参照)アライメント(B)、10の期待値(E)、M=5、N=-4、及び両方の鎖の比較をデフォルトとして使用する。
BLASTアルゴリズムはまた、2つの配列間の類似性の統計分析を行う(例えば、Karlin and Altschul,Proc.Natl.Acad.Sci.USA90:5873-5787,1993を参照)。BLASTアルゴリズムが提供する類似性の1つの尺度は、最小合計確率(P(N))であり、これは、2つのヌクレオチドまたはアミノ酸配列の間の一致が偶然に起こる確率の指標を提供する。例えば、核酸は、試験核酸と参照核酸とを比較した際の最小合計確率が約0.2未満、より好ましくは約0.01未満、最も好ましくは約0.001未満である場合に、参照配列に類似しているとみなされる。
2つのアミノ酸配列間の同一性パーセントは、E.Meyers and W.Miller,Comput.Appl.Biosci.4:11-17,(1988)のアルゴリズムを使用して決定することもできる。このアルゴリズムは、PAM120重み剰余テーブル、12のギャップ長さペナルティ、及び4のギャップペナルティを使用してALIGNプログラム(バージョン2.0)に組み込まれている。さらに、2つのアミノ酸配列間の同一性パーセントは、BLOSUM62マトリックスまたはPAM250マトリックスのいずれか、ならびに16、14、12、10、8、6、または4のギャップ重み及び1、2、3、4、5または6の長さ重みを使用して、GCGソフトウェアパッケージのGAPプログラムに組み込まれているNeedleman and Wunsch,J.Mol.Biol.48:444-453,(1970)のアルゴリズムを使用して決定することができる。
「核酸」という用語は、本明細書で「ポリヌクレオチド」という用語と同義に使用され、一本鎖または二本鎖のいずれかの形態でのデオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチド及びそのポリマーを指す。この用語は、既知のヌクレオチド類似体または修飾された骨格残基または結合を含有する核酸を包含し、これらは、合成物、天然存在物、及び非天然存在物であり、参照核酸と同様の結合特性を有し、参照ヌクレオチドと同様の方法で代謝される。かかる類似体の例としては、限定されないが、ホスホロチオエート、ホスホラミデート、メチルホスホネート、キラルメチルホスホネート、2-O-メチルリボヌクレオチド、ペプチド核酸(PNA)が挙げられる。
「作用可能に連結された」という用語は、核酸の文脈では、2つ以上のポリヌクレオチド(例えば、DNA)セグメント間の機能的関係を指す。典型的には、転写調節配列の転写配列に対する機能的関係を指す。例えば、プロモーターまたはエンハンサー配列は、適切な宿主細胞または他の発現系におけるコード配列の転写を刺激または調節する場合、コード配列に作動可能に連結される。一般に、転写配列に作動可能に連結されているプロモーター転写調節配列は、転写配列に物理的に連続しており、すなわち、それらはシス作動性である。しかしながら、エンハンサーなどのいくつかの転写調節配列は、それらが転写を増強するコード配列に物理的に連続しているか、または近接して位置する必要はない。
いくつかの態様において、本開示は、少なくとも1つの薬学的に許容される賦形剤と共に製剤化される、本明細書に記載の抗CEA抗体を含む組成物、例えば、薬学的に許容される組成物を提供する。本明細書で使用される場合、「薬学的に許容される賦形剤」という用語は、生理学的に適合性である任意の及びすべての溶媒、分散媒体、等張剤及び吸収遅延剤などを含む。賦形剤は、静脈内、筋肉内、皮下、非経口、直腸、脊髄、または表皮投与(例えば、注射または注入による)に好適であり得る。
本明細書に開示される組成物は、様々な形態であることができる。これらには、例えば、液体溶液(例えば、注射及び注入溶液)、分散液または懸濁液、リポソーム、及び坐剤などの液体、半固体及び固体剤形が含まれる。好適な形態は、意図される投与様式及び治療的適用に依存する。典型的な好適な組成物は、注射液または注入液の形態である。1つの好適な投与様式は、非経口(例えば、静脈内、皮下、腹腔内、筋肉内)である。いくつかの実施形態では、抗体は、静脈内注入または注射によって投与される。ある特定の実施形態において、抗体は、筋肉内または皮下注射によって投与される。
本明細書で使用される「治療有効量」という用語は、疾患、または疾患もしくは障害の臨床症状のうちの少なくとも1つを治療するために対象に投与するときに、疾患、障害、または症状に対してそのような治療を達成するのに十分である抗体の量を指す。「治療有効量」は、抗体、疾患、障害、及び/または疾患もしくは障害の症状、疾患、障害、及び/または疾患もしくは障害の症状の重症度、治療される対象の年齢、及び/または治療される対象の体重と共に変化し得る。任意の所与の事例における適切な量は、当業者には明白であり得るか、または慣例的な実験によって決定することができる。併用療法の場合、「治療有効量」は、疾患、障害、または状態の効果的な治療のための併用対象の総量を指す。
「併用療法」という用語は、本開示に記載される治療的状態または障害を治療するための2つ以上の治療剤の投与を指す。かかる投与は、実質的に同時の様式でのこれらの治療剤の同時投与を包含する。かかる投与はまた、各活性成分について、複数の容器内または別々の容器内(例えば、カプセル、粉末、及び液体)での同時投与を包含する。粉末及び/または液体は、投与前に所望の用量に再構成または希釈され得る。さらに、このような投与は、ほぼ同じ時間または異なる時間のいずれかで、各種の治療剤を順次使用することも包含する。いずれの場合においても、治療レジメンは、本明細書に記載の状態または障害の治療において薬物併用の有益な効果を提供する。
本明細書で使用される場合、「と組み合わせて」という語句は、抗CEA抗体が、追加の治療剤の投与と同時に、その直前に、またはその直後に、対象に投与されることを意味する。ある特定の実施形態において、抗CEA抗体は、追加の治療剤との共製剤として投与される。
「毒素」または「ペイロード」または「細胞傷害性剤」という用語は、本明細書では、細胞内の分子の発現、細胞の機能を阻害または低減し、細胞のアポトーシスを誘導し、及び/または細胞の破壊を引き起こす分子として使用される。この用語は、放射性同位体、化学療法剤、及び細菌、真菌、植物、または動物起源の小分子毒素または酵素的に活性な毒素などの毒素(それらの断片及び/または変異形を含む)を含む。細胞傷害性剤の例としては、オーリスタチン(例えば、オーリスタチンE、オーリスタチンF、MMAE及びMMAF)、オーロマイシン、メイタンシノイド、ピロロベンゾジアゼピン(PBD)、リシン、リシンA鎖、コムブラスタチン、デュオカルミシン、ドラスタチン、ドキソルビシン、ダウノルビシン、タキソール、シスプラチン、マイトマイシン、エトポシド、テノポシド、ビンクリスチン、ビンブラスチン、コルヒチン、ジヒドロキシアントラシンジオン、アクチノマイシン、ジフテリア毒素、Pseudomonas外毒素(PE)A、PE40、アブリン、アブリンA鎖、モデシンA鎖、アルファ-サルシン、ゲロニン、ミトゲリン、レトストリクトシン、フェノマイシン、エノマイシン、キュリシン、クロチン、カリケアマイシン、ならびにAt211、I131、I125、Y90、Re186、Re188、Sm153、Bi212または213、P32、及びLu177などの放射性同位体を挙げることができるが、これらに限定されない。
発明を実施するための形態
本開示は、抗CEA抗体及びその抗原結合フラグメントを提供する。さらに、本開示は、所望の薬物動態特性及び他の所望の属性を有し、したがって、がんの可能性を低減するために、またはがんを治療するために使用することができる抗体を提供する。本開示は、がん及び関連する障害の予防及び治療のために、抗体を含む薬学的組成物、ならびにそのような薬学的組成物を作製及び使用する方法をさらに提供する。
本開示は、抗CEA抗体及びその抗原結合フラグメントを提供する。さらに、本開示は、所望の薬物動態特性及び他の所望の属性を有し、したがって、がんの可能性を低減するために、またはがんを治療するために使用することができる抗体を提供する。本開示は、がん及び関連する障害の予防及び治療のために、抗体を含む薬学的組成物、ならびにそのような薬学的組成物を作製及び使用する方法をさらに提供する。
抗CEA抗体
本開示は、CEAに特異的に結合する抗体またはその抗原結合フラグメントを提供する。本開示の抗体または抗原結合フラグメントは、以下に記載されるように生成される抗体またはその抗原結合フラグメントを含むが、これらに限定されない。
本開示は、CEAに特異的に結合する抗体またはその抗原結合フラグメントを提供する。本開示の抗体または抗原結合フラグメントは、以下に記載されるように生成される抗体またはその抗原結合フラグメントを含むが、これらに限定されない。
本開示は、CEAに特異的に結合する抗体または抗原結合フラグメントを提供し、ここで、前記抗体または抗体フラグメント(例えば、抗原結合フラグメント)は、配列番号14、31または48のアミノ酸配列を有するVHドメインを含む(表1)。本開示はまた、CEAに特異的に結合する抗体または抗原結合フラグメントを提供し、ここで、前記抗体または抗原結合フラグメントは、表1に列挙されるHCDRのいずれか1つのアミノ酸配列を有するHCDRを含む。一態様では、本開示は、CEAに特異的に結合する抗体または抗原結合フラグメントを提供し、ここで、前記抗体は、表1に列挙されるHCDRのいずれかのアミノ酸配列を有する1、2、3、またはそれ以上のHCDRを含む(あるいは、1、2、3、またはそれ以上のHCDRからなる)。
本開示は、CEAに特異的に結合する抗体または抗原結合フラグメントを提供し、ここで、前記抗体または抗原結合フラグメントは、配列番号15、32または49のアミノ酸配列を有するVLドメインを含む(表1)。本開示はまた、CEAに特異的に結合する抗体または抗原結合フラグメントを提供し、ここで、前記抗体または抗原結合フラグメントは、表1に列挙されるLCDRのいずれか1つのアミノ酸配列を有するLCDRを含む。特に、本開示は、CEAに特異的に結合する抗体または抗原結合フラグメントを提供し、前記抗体または抗原結合フラグメントは、表1に列挙されるLCDRのいずれかのアミノ酸配列を有する1、2、3、またはそれ以上のLCDRを含む(あるいは、1、2、3、またはそれ以上のLCDRからなる)。
本開示の他の抗体またはその抗原結合フラグメントは、変更されているが、表1に開示されたCDR領域においてCDR領域と少なくとも60%、70%、80%、90%、95%または99%の同一性を有するアミノ酸を含む。いくつかの態様では、これは、表1に記載の配列に示されるCDR領域と比較した場合、CDR領域において1、2、3、4または5個以下のアミノ酸が変更されているアミノ酸変化を含む。
本開示の他の抗体は、アミノ酸、またはアミノ酸をコードする核酸が変更されているが、表1に記載の配列と少なくとも60%、70%、80%、90%、95%または99%の同一性を有するものを含む。いくつかの態様では、これは、表1に記載の配列に示される可変領域と比較した場合、実質的に同じ治療活性を保持しながら、可変領域において1、2、3、4または5個以下のアミノ酸が変更されているアミノ酸配列の変化を含む。
本開示はまた、CEAに特異的に結合する抗体のVH、VL、全長重鎖、及び全長軽鎖をコードする核酸配列を提供する。このような核酸配列は、哺乳類細胞における発現のために最適化することができる。
本開示は、ヒトCEAのエピトープに結合する抗体及びその抗原結合フラグメントを提供する。特定の態様では、抗体及び抗原結合フラグメントは、CEAの同じエピトープに結合することができる。
本開示は、表1に記載の抗CEA抗体と同じエピトープに結合する抗体及びその抗原結合フラグメントも提供する。したがって、追加の抗体及びその抗原結合フラグメントは、結合アッセイにおいて他の抗体と交差競合する(例えば、統計的に有意な方法で結合を競合的に阻害する)能力に基づいて同定することができる。本開示の抗体及びその抗原結合フラグメントのCEAへの結合を阻害する試験抗体の能力は、試験抗体がCEAへの結合に関してその抗体またはその抗原結合フラグメントと競合できることを実証する。このような抗体は、いずれか1つの理論に束縛されることなく、競合する抗体またはその抗原結合フラグメントと同じまたは関連する(例えば、構造的に類似したまたは空間的に近位の)CEA上のエピトープに結合することができる。特定の態様では、本開示の抗体またはその抗原結合フラグメントと同じCEA上のエピトープに結合する抗体は、ヒトまたはヒト化モノクローナル抗体である。このようなヒトまたはヒト化モノクローナル抗体は、本明細書に記載のように調製及び単離することができる。
リンカー
抗体のポリペプチド鎖のドメイン及び/または領域は、様々な長さのリンカー領域によって分離することができることもまた理解される。いくつかの実施形態では、抗原結合ドメインは、リンカー領域によって互いに、CL、CH1、ヒンジ、CH2、CH3、またはFc領域全体から分離されている。例えば、VL1-CL-(リンカー)VH2-CH1のようなリンカー領域は、ランダムなアミノ酸の類別、または限定されたアミノ酸のセットを含み得る。このようなリンカー領域は、柔軟であっても剛直であってもよい(US2009/0155275を参照)。
抗体のポリペプチド鎖のドメイン及び/または領域は、様々な長さのリンカー領域によって分離することができることもまた理解される。いくつかの実施形態では、抗原結合ドメインは、リンカー領域によって互いに、CL、CH1、ヒンジ、CH2、CH3、またはFc領域全体から分離されている。例えば、VL1-CL-(リンカー)VH2-CH1のようなリンカー領域は、ランダムなアミノ酸の類別、または限定されたアミノ酸のセットを含み得る。このようなリンカー領域は、柔軟であっても剛直であってもよい(US2009/0155275を参照)。
異なる実施形態では、リンカーを使用して、毒素と抗体との間の化合物を結合させることができ、いくつかの実施形態では、リンカーは細胞内条件下で切断可能であり、リンカーの切断により細胞内環境において抗体から毒素が放出される。さらに他の実施形態では、リンカーユニットは切断可能ではなく、例えば抗体分解によって毒素が放出される。リンカーは、制限なく、切断可能なリンカー、非切断可能なリンカー、親水性リンカー、プロチャージされたリンカー、及びジカルボン酸ベースのリンカーであり得る。
二量体化特異的アミノ酸
一実施形態では、抗体は少なくとも1つの二量体化特異的アミノ酸変化を含む。二量体化特異的アミノ酸変化により、「knobs into holes」の相互作用が生じ、正しい抗体の集合が増加する。二量体化特異的アミノ酸は、CH1ドメインもしくはCLドメインまたはそれらの組み合わせ内にあり得る。二量体化特異的アミノ酸は、CH1ドメインと他のCH1ドメイン(CH1-CH1)、及びCLドメインと他のCLドメイン(CL-CL)を対にするために使用され、少なくともWO2014082179、WO2015181805ファミリー及びWO2017059551の開示で見出すことができる。二量体化特異的アミノ酸は、Fcドメイン内にあってもよく、CH1またはCLドメイン内の二量体化特異的アミノ酸と組み合わされてもよい。一実施形態において、本開示は、少なくとも1つの二量体化特異的アミノ酸対を含む抗体を提供する。
一実施形態では、抗体は少なくとも1つの二量体化特異的アミノ酸変化を含む。二量体化特異的アミノ酸変化により、「knobs into holes」の相互作用が生じ、正しい抗体の集合が増加する。二量体化特異的アミノ酸は、CH1ドメインもしくはCLドメインまたはそれらの組み合わせ内にあり得る。二量体化特異的アミノ酸は、CH1ドメインと他のCH1ドメイン(CH1-CH1)、及びCLドメインと他のCLドメイン(CL-CL)を対にするために使用され、少なくともWO2014082179、WO2015181805ファミリー及びWO2017059551の開示で見出すことができる。二量体化特異的アミノ酸は、Fcドメイン内にあってもよく、CH1またはCLドメイン内の二量体化特異的アミノ酸と組み合わされてもよい。一実施形態において、本開示は、少なくとも1つの二量体化特異的アミノ酸対を含む抗体を提供する。
Fc領域のフレームワークのさらなる改変
さらに他の態様において、少なくとも1つのアミノ酸残基を異なるアミノ酸残基で置き換えて抗体のエフェクター機能を改変することにより、Fc領域が改変される。例えば、1つ以上のアミノ酸は、抗体がエフェクターリガンドに対する改変された親和性を有するが、親抗体の抗原結合能力を保持するように、異なるアミノ酸残基で置き換えることができる。親和性が改変されるエフェクターリガンドは、例えば、Fc受容体または補体のC1成分であり得る。このアプローチは、例えば、Winter et al.による米国特許第5,624,821号及び同第5,648,260号に記載されている。
さらに他の態様において、少なくとも1つのアミノ酸残基を異なるアミノ酸残基で置き換えて抗体のエフェクター機能を改変することにより、Fc領域が改変される。例えば、1つ以上のアミノ酸は、抗体がエフェクターリガンドに対する改変された親和性を有するが、親抗体の抗原結合能力を保持するように、異なるアミノ酸残基で置き換えることができる。親和性が改変されるエフェクターリガンドは、例えば、Fc受容体または補体のC1成分であり得る。このアプローチは、例えば、Winter et al.による米国特許第5,624,821号及び同第5,648,260号に記載されている。
別の態様において、抗体が改変されたC1q結合及び/または低減もしくは消失された補体依存性細胞傷害性(CDC)を有するように、1つ以上のアミノ酸残基が、1つ以上の異なるアミノ酸残基に置き換えられ得る。このアプローチについては、例えば、Idusogie et al.による米国特許第6,194,551号に記載されている。
さらに別の態様において、1つ以上のアミノ酸残基が変更され、それにより、補体を固定する抗体の能力が改変される。このアプローチは、例えば、Bodmer et al.による公開第WO94/29351号に記載される。特定の態様において、本開示の抗体またはその抗原結合フラグメントの1つ以上のアミノ酸は、IgG1サブクラス及びカッパアイソタイプについての1つ以上のアロタイプのアミノ酸残基によって置き換えられる。アロタイプのアミノ酸残基には、限定されないが、IgG1、IgG2、及びIgG3サブクラスの重鎖の定常領域、ならびにJefferis et al.,MAb.1:332-338(2009)によって記述されるカッパアイソタイプの軽鎖の定常領域も含まれる。
別の態様では、Fc領域は、1つ以上のアミノ酸を修飾することによって、抗体依存性細胞傷害(ADCC)を媒介する抗体の能力を増加させるため、及び/またはFcγ受容体に対する抗体の親和性を増加させるために修飾される。このアプローチは、例えば、Prestaによる公開WO00/42072に記載されている。さらに、FcγRI、FcγRII、FcγRIII及びFcRnについてのヒトIgG1上の結合部位がマッピングされ、結合が改善された変異体が記載されている(Shields et al.,J.Biol.Chem.276:6591-6604,2001を参照)。
さらに別の態様では、抗体のグリコシル化が修飾される。例えば、非グリコシル化抗体を作製することができる(すなわち、抗体はグリコシル化が欠如しているか、グリコシル化が低下している)。グリコシル化を変更して、例えば「抗原」に対する抗体の親和性を高めることができる。このような炭水化物修飾は、例えば、抗体配列内のグリコシル化の1つ以上の部位を変更することによって達成することができる。例えば、1つ以上の可変領域フレームワークグリコシル化部位の除去をもたらす1つ以上のアミノ酸置換を行うことができ、それによってその部位でのグリコシル化が除去される。このような非グリコシル化により、抗原に対する抗体の親和性を高めることができる。このようなアプローチは、例えば、Co et al.による米国特許第5,714,350号及び同第6,350,861号に記載されている。
さらに、または代わりに、フコシル残基の量が減少した低フコシル化抗体または増加した二分GlcNac構造を有する抗体など、改変されたタイプのグリコシル化を有する抗体を作製することができる。このような改変されたグリコシル化パターンは、抗体のADCC能力を増加させることが実証されている。このような炭水化物修飾は、例えば、グリコシル化経路が改変された宿主細胞内で抗体を発現させることによって達成することができる。グリコシル化経路が改変された細胞は当該技術分野で記載されており、組換え抗体を発現させてグリコシル化が改変された抗体を産生する宿主細胞として使用することができる。例えば、Hang et al.によるEP1,176,195には、そのような細胞株で発現される抗体が低フコシル化を示すように、フコシルトランスフェラーゼをコードする機能的に破壊されたFUT8遺伝子を有する細胞株が記載されている。Prestaによる公開WO03/035835には、Asn(297)結合炭水化物にフコースを結合する能力が低下した変異型CHO細胞株、Lecl3細胞が記載されており、これはその宿主細胞内で発現される抗体の低フコシル化ももたらす(Shields et al.,(2002)J.Biol.Chem.277:26733-26740をも参照)。Umana et al.によるWO99/54342は、操作された細胞株で発現される抗体が二分GlcNac構造の増加を示すように、糖タンパク質修飾グリコシルトランスフェラーゼ(例えば、ベータ(1,4)-NアセチルグルコサミニルトランスフェラーゼIII(GnTIII))を発現するように操作された細胞株を記載しており、その結果、抗体のADCC活性が増加する(Umana et al.,Nat.Biotech.17:176-180,1999をも参照)。
別の態様において、ADCCの低減が所望される場合、ヒト抗体サブクラスIgG4は、多くの以前の報告において、適度なADCCのみを有し、CDCエフェクター機能をほとんど有しないことが示された(Moore GL,et al.,2010 MAbs,2:181-189)。しかしながら、天然のIgG4は、酸性緩衝液中または昇温中などのストレス条件において安定性が低いことが見出された(Angal,S.1993 Mol Immunol,30:105-108;Dall’Acqua,W.et al.,1998 Biochemistry,37:9266-9273;Aalberse et al.,2002 Immunol,105:9-19)。低減されたADCCは、抗体を、FcγR結合またはC1q結合活性を低減する改変の組み合わせによって操作されたIgG4 Fcに動作可能に結合し、それによってADCC及びCDCエフェクター機能を低減または排除することによって達成することができる。生物学的薬としての抗体の物理化学的特性を考慮すると、IgG4のより望ましくない内在的特性の1つは、溶液中におけるその2つの重鎖を動的に分離して半分の抗体を形成することであり、これにより、「Fabアーム交換」と呼ばれるプロセスを介してインビボで二重特異性抗体が生成される(Van der Neut Kolfschoten M,et al.,2007 Science,317:1554-157)。228位(EU番号付けシステム)におけるセリンのプロリンへの突然変異は、IgG4重鎖分離に対して阻害されるように見えた(Angal,S.1993 Mol Immunol,30:105-108;Aalberse et al.,2002 Immunol,105:9-19)。ヒンジ及びγFc領域のアミノ酸残基のいくつかは、Fcγ受容体との抗体相互作用に影響を与えることが報告されている(Chappel S M,et al.,1991 Proc.Natl.Acad.Sci.USA,88:9036-9040;Mukherjee,J.et al.,1995 FASEB J,9:115-119;Armour,K.L.et al.,1999 Eur J Immunol,29:2613-2624;Clynes,R.A.et al,2000 Nature Medicine,6:443-446;Arnold J.N.,2007 Annu Rev immunol,25:21-50)。さらに、ヒト集団において稀に生じるいくつかのIgG4アイソフォームはまた、異なる物理化学的特性を誘発することができる(Brusco,A.et al.,1998 Eur J Immunogenet,25:349-55;Aalberse et al.,2002 Immunol,105:9-19)。低いADCC及びCDCを有するが良好な安定性を有する抗体を生成するために、ヒトIgG4のヒンジ及びFc領域を修飾し、いくつかの改変を導入することが可能である。これらの修飾IgG4 Fc分子は、Li et al.による米国特許第8,735,553号の配列番号83~88に見出すことができる。
抗体産生
抗体及びその抗原結合フラグメントは、抗体四量体の組換え発現、化学合成、及び酵素消化を含むがこれらに限定されない、当技術分野で知られている任意の手段によって産生することができ、一方、完全長モノクローナル抗体は、例えば、ハイブリドーマまたは組換え生産によって得ることができる。組換え発現は、当該技術分野で既知の任意の適切な宿主細胞、例えば、哺乳動物宿主細胞、細菌宿主細胞、酵母宿主細胞、昆虫宿主細胞などに由来し得る。
抗体及びその抗原結合フラグメントは、抗体四量体の組換え発現、化学合成、及び酵素消化を含むがこれらに限定されない、当技術分野で知られている任意の手段によって産生することができ、一方、完全長モノクローナル抗体は、例えば、ハイブリドーマまたは組換え生産によって得ることができる。組換え発現は、当該技術分野で既知の任意の適切な宿主細胞、例えば、哺乳動物宿主細胞、細菌宿主細胞、酵母宿主細胞、昆虫宿主細胞などに由来し得る。
本開示はさらに、本明細書に記載の抗体をコードするポリヌクレオチド、例えば、本明細書に記載の相補性決定領域を含む重鎖または軽鎖可変領域またはセグメントをコードするポリヌクレオチドを提供する。いくつかの態様では、重鎖可変領域をコードするポリヌクレオチドは、配列番号16、配列番号33、または配列番号50からなる群から選択されるポリヌクレオチドと少なくとも85%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の核酸配列同一性を有する。いくつかの態様では、軽鎖可変領域をコードするポリヌクレオチドは、配列番号17、配列番号34、または配列番号51からなる群から選択されるポリヌクレオチドと少なくとも85%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の核酸配列同一性を有する。
本開示のポリヌクレオチドは、抗CEA抗体の可変領域配列をコードすることができる。本開示のポリヌクレオチドは、抗体の可変領域と定常領域の両方をコードすることもできる。ポリヌクレオチド配列のいくつかは、例示された抗CEA抗体の重鎖及び軽鎖の両方の可変領域を含むポリペプチドをコードする。
本開示において、抗CEA抗体を生成するための発現ベクター及び宿主細胞も提供される。発現ベクターの選択は、ベクターが発現される意図された宿主細胞に依存する。典型的には、発現ベクターは、抗CEA抗体鎖または抗原結合フラグメントをコードするポリヌクレオチドに作動可能に連結されるプロモーター及び他の調節配列(例えば、エンハンサー)を含有する。いくつかの態様において、誘導性プロモーターは、誘導条件の制御下にある場合以外に挿入された配列の発現を防止するために使用される。誘導性プロモーターとしては、例えば、アラビノース、lacZ、メタロチオネインプロモーター、または熱ショックプロモーターが挙げられる。形質転換された生物の培養物は、発現産物が宿主細胞によってより良好に許容されるコード配列のために集団を偏らせることなく、非誘導条件下で増やすことができる。プロモーターに加えて、他の調節エレメントも、抗CEA抗体または抗原結合フラグメントの効率的な発現のために必要とされ、または所望され得る。これらのエレメントは、典型的には、ATG開始コドン及び隣接リボソーム結合部位または他の配列を含む。加えて、発現の効率は、使用中の細胞系に適切なエンハンサーを含めることによって高めることができる(例えば、Scharf et al.,Results Probl.Cell Differ.20:125,1994;及びBittner et al.,Meth.Enzymol.,153:516,1987を参照)。例えば、SV40エンハンサーまたはCMVエンハンサーを使用して、哺乳類宿主細胞における発現を増加させることができる。
抗CEA抗体鎖を保有及び発現するための宿主細胞は、原核細胞であっても真核細胞であってもよい。E.coliは、本開示のポリヌクレオチドのクローニング及び発現に有用な1つの原核宿主である。使用に適した他の微生物宿主としては、Bacillus subtilisなどの桿菌、及びSalmonella、Serratia、及び種々のPseudomonas種などの他の腸内細菌科が挙げられる。これらの原核宿主において、発現ベクターを作製することもでき、これは典型的には、宿主細胞(例えば、複製起点)に適合する発現制御配列を含有する。加えて、ラクトースプロモーター系、トリプトファン(trp)プロモーター系、ベータラクタマーゼプロモーター系、またはファージラムダ由来のプロモーター系など、任意の数の様々な既知のプロモーターが存在するであろう。プロモーターは、典型的には、任意選択的にオペレーター配列によって発現を制御し、転写及び翻訳を開始及び完了するための、リボソーム結合部位配列などを有する。酵母などの他の微生物も、抗CEA抗体を発現するために使用することができる。バキュロウイルスベクターと組み合わせた昆虫細胞も使用することができる。
他の態様において、哺乳動物宿主細胞を使用して、本開示の抗CEA抗体を発現及び産生する。例えば、それらは、内因性免疫グロブリン遺伝子を発現するハイブリドーマ細胞株、または外因性発現ベクターを有する哺乳動物細胞株であり得る。これらには、任意の正常な致死または正常もしくは異常な不死の動物またはヒト細胞が含まれる。例えば、CHO細胞株、様々なCOS細胞株、HEK293細胞、骨髄腫細胞株、形質転換B細胞、及びハイブリドーマを含む、インタクトな免疫グロブリンを分泌することができるいくつかの好適な宿主細胞株が開発されている。ポリペプチドを発現するための哺乳類組織細胞培養物の使用は、概して、例えば、Winnacker,From Genes to Clones,VCH Publishers,NY,N.Y.,1987において議論される。哺乳類宿主細胞の発現ベクターは、複製起点、プロモーター、及びエンハンサーなどの発現制御配列(例えば、Queen et al.,Immunol.Rev.89:49-68,1986を参照されたい)、ならびにリボソーム結合部位、RNAスプライス部位、ポリアデニル化部位、及び転写ターミネーター配列などの必要なプロセシング情報部位を含むことができる。これらの発現ベクターは、通常、哺乳動物遺伝子または哺乳動物ウイルスに由来するプロモーターを含有する。好適なプロモーターは、構成的、細胞型特異的、ステージ特異的、及び/または調節可能(modulatable)もしくは調節可能(regulatable)であり得る。有用なプロモーターとしては、メタロチオネインプロモーター、構成的アデノウイルス主要後期プロモーター、デキサメタゾン誘導性MMTVプロモーター、SV40プロモーター、MRP polIIIプロモーター、構成的MPSVプロモーター、テトラサイクリン誘導性CMVプロモーター(ヒト最初期CMVプロモーターなど)、構成的CMVプロモーター、及び当該技術分野において知られているプロモーター-エンハンサーの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
検出及び診断方法
本開示の抗体または抗原結合フラグメントは、CEAの検出方法を含むがこれらに限定されない様々な用途において有用である。一態様では、抗体または抗原結合フラグメントは、生体試料中のCEAの存在の検出に有用である。本明細書で使用される「検出すること」という用語は、定量または定性検出を含む。ある特定の態様では、生物学的試料は、細胞または組織を含む。他の態様では、かかる組織は、他の組織と比較して高レベルでCEAを発現する正常な組織及び/またはがん性組織を含む。
本開示の抗体または抗原結合フラグメントは、CEAの検出方法を含むがこれらに限定されない様々な用途において有用である。一態様では、抗体または抗原結合フラグメントは、生体試料中のCEAの存在の検出に有用である。本明細書で使用される「検出すること」という用語は、定量または定性検出を含む。ある特定の態様では、生物学的試料は、細胞または組織を含む。他の態様では、かかる組織は、他の組織と比較して高レベルでCEAを発現する正常な組織及び/またはがん性組織を含む。
一態様において、本開示は、生体試料中のCEAの存在を検出する方法を提供する。ある特定の態様において、この方法は、生体試料と、抗CEA抗体とを、抗原に抗体が結合することを許容する条件下で接触させることと、複合体が抗体と抗原との間で形成されるかどうかを検出することと、を含む。生体試料は、尿、組織、痰、または血液サンプルを含み得るが、これらに限定されない。
また、CEAの発現に関連する障害を診断する方法も含まれる。特定の態様では、この方法は、試験細胞を抗CEA抗体と接触させることと、抗CEA抗体のCEAポリペプチドへの結合を検出することによって、試験細胞によって発現されるCEAの発現レベル(定量的または定性的のいずれか)を決定することと、試験細胞による発現レベルを、対照細胞(例えば、試験細胞と同じ組織起源の正常細胞または非CEA発現細胞)におけるCEA発現レベルと比較することとを含み、ここで、対照細胞と比較して試験細胞におけるCEA発現の高いレベルは、CEAの発現に関連する障害の存在を示す。
治療方法
本開示の抗体または抗原結合フラグメントは、CEA関連障害または疾患の治療方法を含むがこれらに限定されない様々な用途において有用である。一態様では、CEA関連障害または疾患はがんである。
本開示の抗体または抗原結合フラグメントは、CEA関連障害または疾患の治療方法を含むがこれらに限定されない様々な用途において有用である。一態様では、CEA関連障害または疾患はがんである。
一態様において、本開示は、がんの治療方法を提供する。ある特定の態様において、方法は、有効量の抗CEA抗体または抗原結合フラグメントを必要とする患者に投与することを含む。がんとしては、胃癌、結腸癌、膵臓癌、乳癌、頭頚部癌、腎臓癌、肝臓癌、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、皮膚癌、中皮腫、リンパ腫、白血病、骨髄腫及び肉腫が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書に開示される抗体または抗原結合フラグメントは、非経口、肺内、及び鼻腔内を含む任意の好適な手段によって投与することができ、所望の場合、局所治療、病変内投与を含む。非経口注入には、筋肉内、静脈内、動脈内、腹腔内、または皮下投与が含まれる。投薬は、投与が短期であるか、または長期であるかに部分的に依存して、任意の適した経路、例えば、静脈内または皮下注射などの注入によることができる。限定されないが、様々な時点での単回または複数回投与、ボーラス投与、及びパルス注入を含む様々な投薬スケジュールが本明細書において企図される。
本開示の抗体または抗原結合フラグメントは、グッドメディカルプラクティス(good medical practice)と一致した様式で製剤化、投薬、及び投与することができる。この文脈における考慮の要因には、治療されている特定の障害、治療されている特定の哺乳動物、個々の患者の臨床的病態、障害の原因、薬剤の送達部位、投与方法、投与のスケジュール管理、及び医療従事者に既知の他の要因が含まれる。抗体は、必ずしもそうである必要はないが、任意に、問題の障害を予防または治療するために現在使用されている1つ以上の薬剤と共に製剤化される。かかる他の薬剤の有効量は、製剤中に存在する抗体の量、障害または治療の種類、及び上で考察される他の要因に左右される。これらは、一般に、本明細書に記載されるのと同じ投薬量、投与経路により、または本明細書に記載される投薬量の約1~99%、または適切であると経験的/臨床的に決定される任意の投薬量で、任意の経路によって、使用される。
疾患の予防または治療のため、本開示の抗体または抗原結合フラグメントの適切な投与量は、治療される疾患の種類、抗体の種類、その疾患の重症度及び経過、抗体が予防目的または治療目的で投与されるかどうか、これまでの治療法、患者の臨床歴及び抗体への反応、ならびに主治医の判断に応じて異なる。抗体は好適に、1回で、または一連の治療にわたって患者に投与される。疾患の種類及び重症度に応じて、例えば、1回以上の別個の投与によるものであれ、連続注入によるものであれ、約1μg/kg~100mg/kgの抗体が、患者への投与のための初期候補投薬量であり得る。1つの典型的な1日投薬量は、上述の要因に応じて、約1μg/kg~100mg/kg以上の範囲であり得る。病態に依存する、数日間またはより長い日数にわたる反復投与について、治療は、一般に、疾患症状の所望の抑制が生じるまで持続されるであろう。かかる用量は、間欠的に、例えば、毎週または3週間に1回(例えば、患者が約2~約20回、または例えば約6回用量の抗体を受けるように)投与され得る。最初により高い負荷用量、続いて1つ以上のより低い用量を投与することができる。しかしながら、他の投薬レジメンが有用であり得る。この治療法の進行は、従来の技術及びアッセイによって容易に監視される。
併用療法
一態様において、本開示の抗CEA抗体は、他の治療剤と併用することができる。本開示の抗CEA抗体と共に使用することができる他の治療剤としては、化学療法剤(例えば、パクリタキセルまたはパクリタキセル剤(例えば、Abraxane(登録商標))、ドセタキセル、カルボプラチン、トポテカン、シスプラチン、イリノテカン、ドキソルビシン、レナリドミド、5-アザシチジン、イホスファミド、オキサリプラチン、ペメトレキセド二ナトリウム、シクロホスファミド、エトポシド、デシタビン、フルダラビン、ビンクリスチン、ベンダムスチン、クロラムブシル、ブスルファン、ゲムシタビン、メルファラン、ペントスタチン、ミトキサントロン、ペメトレキセド二ナトリウム)、チロシンキナーゼ阻害剤(例えば、EGFR阻害剤(例えば、エルロチニブ)、マルチキナーゼ阻害剤(例えば、MGCD265、RGB-286638)、CD-20標的化剤(例えば、リツキシマブ、オファツムマブ、RO5072759、LFB-R603)、CD52標的化剤(例えば、アレムツズマブ)、プレドニソロン、ダルベポエチンアルファ、レナリドミン、Bcl-2阻害剤(例えば、オブリメルセンナトリウム)、オーロラキナーゼ阻害剤(例えば、MLN8237、TAK-901)、プロテアソーム阻害剤(例えば、ボルテゾミブ)、CD-19標的化剤(例えば、MEDI-551、MOR208)、MEK阻害剤(例えば、ABT-348)、JAK-2阻害剤(例えば、INCB018424)、mTOR阻害剤(例えば、テムシロリムス、エベロリムス)、BCR/ABL阻害剤(例えば、イマチニブ)、ET-A受容体アンタゴニスト(例えば、ZD4054)、TRAIL受容体2(TR-2)アゴニスト(例えば、CS-1008)、EGEN-001、Polo様キナーゼ1阻害剤(例えば、BI 672)が含まれるが、これらに限定されない。
一態様において、本開示の抗CEA抗体は、他の治療剤と併用することができる。本開示の抗CEA抗体と共に使用することができる他の治療剤としては、化学療法剤(例えば、パクリタキセルまたはパクリタキセル剤(例えば、Abraxane(登録商標))、ドセタキセル、カルボプラチン、トポテカン、シスプラチン、イリノテカン、ドキソルビシン、レナリドミド、5-アザシチジン、イホスファミド、オキサリプラチン、ペメトレキセド二ナトリウム、シクロホスファミド、エトポシド、デシタビン、フルダラビン、ビンクリスチン、ベンダムスチン、クロラムブシル、ブスルファン、ゲムシタビン、メルファラン、ペントスタチン、ミトキサントロン、ペメトレキセド二ナトリウム)、チロシンキナーゼ阻害剤(例えば、EGFR阻害剤(例えば、エルロチニブ)、マルチキナーゼ阻害剤(例えば、MGCD265、RGB-286638)、CD-20標的化剤(例えば、リツキシマブ、オファツムマブ、RO5072759、LFB-R603)、CD52標的化剤(例えば、アレムツズマブ)、プレドニソロン、ダルベポエチンアルファ、レナリドミン、Bcl-2阻害剤(例えば、オブリメルセンナトリウム)、オーロラキナーゼ阻害剤(例えば、MLN8237、TAK-901)、プロテアソーム阻害剤(例えば、ボルテゾミブ)、CD-19標的化剤(例えば、MEDI-551、MOR208)、MEK阻害剤(例えば、ABT-348)、JAK-2阻害剤(例えば、INCB018424)、mTOR阻害剤(例えば、テムシロリムス、エベロリムス)、BCR/ABL阻害剤(例えば、イマチニブ)、ET-A受容体アンタゴニスト(例えば、ZD4054)、TRAIL受容体2(TR-2)アゴニスト(例えば、CS-1008)、EGEN-001、Polo様キナーゼ1阻害剤(例えば、BI 672)が含まれるが、これらに限定されない。
別の態様では、抗CEA抗体は、抗PD1抗体と組み合わせて使用することができる。抗PD1抗体としては、限定されないが、チスレリズマブ、ペンブロリズマブまたはニボルマブを挙げることができる。チスレリズマブは、US8,735,553に開示されている。MerckによるUS8,354,509及びUS8,900,587において開示されているペムブロリズマブ(旧名MK-3475)は、PD1受容体を標的とし、PD1受容体リガンドPD-L1及びPD-L2の結合を阻害するヒト化IgG4-K免疫グロブリンである。ペムブロリズマブは、転移性黒色腫及び転移性非小細胞肺癌(NSCLC)の適応症について承認されており、頭頸部扁平上皮癌(HNSCC)及び難治性ホジキンリンパ腫(cHL)の治療について臨床研究されている。ニボルマブ(Bristol-Meyers Squibbによって開示)は、完全ヒトIgG4-Kモノクローナル抗体である。ニボルマブ(クローン5C4)は、米国特許第8,008,449号及びWO2006/121168に開示されている。ニボルマブは、黒色腫、肺癌、腎臓癌、及びホジキンリンパ腫の治療に承認されている。
薬学的組成物及び製剤
また、抗CEA抗体もしくはその抗原結合フラグメント、または抗CEA抗体もしくは抗原結合フラグメントをコードする配列を含むポリヌクレオチドを含む、薬学的製剤を含む組成物も提供される。特定の実施形態では、組成物は、1つ以上の抗CEA抗体もしくは抗原結合フラグメント、または1つ以上の抗CEA抗体もしくは抗原結合フラグメントをコードする配列を含む1つ以上のポリヌクレオチドを含む。これらの組成物は、当該技術分野で周知である、緩衝液を含む薬学的に許容される賦形剤などの好適な担体をさらに含むことができる。
また、抗CEA抗体もしくはその抗原結合フラグメント、または抗CEA抗体もしくは抗原結合フラグメントをコードする配列を含むポリヌクレオチドを含む、薬学的製剤を含む組成物も提供される。特定の実施形態では、組成物は、1つ以上の抗CEA抗体もしくは抗原結合フラグメント、または1つ以上の抗CEA抗体もしくは抗原結合フラグメントをコードする配列を含む1つ以上のポリヌクレオチドを含む。これらの組成物は、当該技術分野で周知である、緩衝液を含む薬学的に許容される賦形剤などの好適な担体をさらに含むことができる。
本明細書に記載される抗CEA抗体または抗原結合フラグメントの薬学的製剤は、所望される程度の純度を有するそのような抗体または抗原結合フラグメントと、1つ以上の任意選択の薬学的に許容される担体とを混合すること(Remington’s Pharmaceutical Sciences 16th edition,Osol,A.Ed.(1980))によって、凍結乾燥製剤または水溶液の形態で調製される。薬学的に許容される担体は、一般に、使用される投薬量及び濃度でレシピエントに対して無毒であり、リン酸、クエン酸、及び他の有機酸などの緩衝剤;アスコルビン酸及びメチオニンを含む抗酸化剤;保存剤(オクタデシルジメチルベンジルアンモニウムクロリド;ヘキサメトニウムクロリド;ベンザルコニウムクロリド;ベンゼトニウムクロリド;フェノール、ブチルまたはベンジルアルコール;メチルまたはプロピルパラベンなどのアルキルパラベン;カテコール;レゾルシノール;シクロヘキサノール;3-ペンタノール;及びm-クレゾール);低分子量(約10残基未満)ポリペプチド;タンパク質、例えば血清アルブミン、ゼラチン、または免疫グロブリン;ポリビニルピロリドンなどの親水性ポリマー;グリシン、グルタミン、アスパラギン、ヒスチジン、アルギニン、またはリジンなどのアミノ酸;単糖類、二糖類、及び、グルコース、マンコース、またはデキストリンを含む他の炭化水素;EDTAなどのキレート剤;スクロース、マンニトール、トレハロース、またはソルビトールなどの糖;ナトリウムなどの塩形成カウンターイオン;金属複合体(例えば、Zn-タンパク質複合体);及び/またはポリエチレングリコール(PEG)などの非イオン性界面活性剤を含むが、これらに限定されない。本明細書における例示的な薬学的に許容される担体として、可溶性中性活性ヒアルロニダーゼ糖タンパク質(sHASEGP)、例えば、ヒト可溶性PH-20ヒアルロニダーゼ糖タンパク質、例えば、rHuPH20(HYLENEX(登録商標)、Baxter International,Inc.)などの間質性薬物分散剤がさらに含まれる。rHuPH20を含む、ある特定の例示的なsHASEGP及び使用方法は、米国特許第7,871,607号及び同第2006/0104968号に記載されている。一態様において、sHASEGPは、コンドロイチナーゼなどの1つ以上のさらなるグリコサミノグリカナーゼと組み合わせられる。
例示的な凍結乾燥抗体製剤は、米国特許第6,267,958号に記載されている。水性抗体製剤は、米国特許第6,171,586号及びWO2006/044908に記載されるものを含み、後者の製剤は、ヒスチジン-アセテート緩衝液を含む。
持続放出製剤を調製することができる。徐放性調製物の好適な例としては、抗体を含有する固体疎水性ポリマーの半透性マトリックスが含まれ、これらのマトリックスは、成形物品、例えば、フィルムまたはマイクロカプセルの形態である。
インビボ投与のために使用される製剤は、一般に滅菌されている。滅菌性は、例えば、滅菌濾過膜を介した濾過によって容易に達成され得る。
実施例1:抗CEAモノクローナル抗体の生成
免疫化及び結合アッセイ用のCEA組換えタンパク質
ドメインB3(配列番号52のアミノ酸596~674、Beauchemin et al.,Mol.Cell Bio.,1987,7(9):3321-3330を参照)を含む膜周辺領域においてヒト及びMacaca mulatta CEAの両方と交差反応するが他のヒトCEACAMメンバーとのオフターゲット結合を起こさない、CEAに対する新規抗体を発見するために、抗体スクリーニング用にいくつかの組換えタンパク質が設計され、発現された(表2を参照)。
免疫化及び結合アッセイ用のCEA組換えタンパク質
ドメインB3(配列番号52のアミノ酸596~674、Beauchemin et al.,Mol.Cell Bio.,1987,7(9):3321-3330を参照)を含む膜周辺領域においてヒト及びMacaca mulatta CEAの両方と交差反応するが他のヒトCEACAMメンバーとのオフターゲット結合を起こさない、CEAに対する新規抗体を発見するために、抗体スクリーニング用にいくつかの組換えタンパク質が設計され、発現された(表2を参照)。
全長ヒトCEA(配列番号52)、Macaca CEA(配列番号53)、及び全長ヒトCEACAM6(配列番号54)のcDNAコード領域は、GenBank配列に基づいて配列された。ヒトCEA(受託番号:NM_004363.2)の場合、遺伝子はSinobio(カタログ番号HG11077-UT)から入手できる。Macaca CEA(受託番号:NM_001047125)の場合、遺伝子はGenscript(カタログ番号OMb23865D)から入手できる。ヒトCEACAM6(受託番号:NM_002483.4)の場合、遺伝子はSinobio(カタログ番号HG10823-UT)から入手できる。CEA融合タンパク質の概略図を図1に示す。ヒトCEAのスプライス変異体が腫瘍上で完全長CEAと同時に発現することが報告されており(Peng et al.,PloS one,7,e36412-e36412(2012))、変異体(CEA-v)はそれに応じて調製された。この構築物を生成するために、huCEAのアミノ酸(AA)1~687(配列番号55)からなる細胞外ドメイン(ECD)のコード領域、サルCEAのアミノ酸(AA)1~690(配列番号56)の領域、及びCEACAM6のアミノ酸(AA)1~320(配列番号57)の領域をPCR増幅した。CEAのアミノ酸(AA)1~78(配列番号58)及びCEAのアミノ酸398~687(配列番号59)の領域をPCR増幅し、次いでオーバーラップPCRによって結合させてCEA変異体(CEA-v)(配列番号60)を作製した。あるいは、CEACAM6アミノ酸(AA)1~273(配列番号61)の領域、及びCEAアミノ酸(AA)596~687(配列番号62)のドメインB3を含む膜周辺領域は、PCR増幅し、次いでオーバーラップPCRによって結合させてキメラ構築物(CHIM)(配列番号63)を作製した。次に、すべての構築物を、6xHisタグと融合したC末端を持つpcDNA3.1ベースの発現ベクター(Invitrogen,Carlsbad,CA,USA)に個別にクローニングし、CEA、サルCEA、CEACAM6、CEA-v、及びCHIMの5つの組換え融合タンパク質発現プラスミドが得られた。組換え融合タンパク質の生産では、CEA、サルCEA、CEACAM6、CEA-v、及びCHIMプラスミドをHEK293ベースの哺乳類細胞発現システム(インハウスで生成)に一時的にトランスフェクションし、回転シェーカーを備えたCO2インキュベーターで5~7日間培養した。組換えタンパク質を含む上清を収集し、遠心分離によって除去した。組換えタンパク質は、Ni-NTAアガロース(カタログ番号R90115、Invitrogen)を使用して精製した。すべての組換えタンパク質はリン酸緩衝食塩水(PBS)に対して透析し、少量ずつアリコートに分けて-80℃の冷凍庫に保存した。
細胞株での安定した発現
全長ヒトCEA(受託番号:NM_004363.2)を発現する安定した細胞株を確立するために、CEAを発現するcDNAをレトロウイルスベクターpFB-Neo(カタログ番号217561、Agilent,USA)にクローニングした。デュアルトロピックレトロウイルスベクターは、以前のプロトコールに従って生成した(Zhang et al.,Blood.2005 106(5):1544-51)。ヒトCEA発現細胞株を生成するために、ヒトCEAを含むウイルスベクターをL929(ATCC,Manassas,VA,USA)及びCT26細胞(ATCC,Manassas,VA,USA)に形質導入した。高発現細胞株は、G418を含む10%FBSを含有する完全RPMI1640培地で培養することによって選択され、次いでFACS結合アッセイによって検証した。
全長ヒトCEA(受託番号:NM_004363.2)を発現する安定した細胞株を確立するために、CEAを発現するcDNAをレトロウイルスベクターpFB-Neo(カタログ番号217561、Agilent,USA)にクローニングした。デュアルトロピックレトロウイルスベクターは、以前のプロトコールに従って生成した(Zhang et al.,Blood.2005 106(5):1544-51)。ヒトCEA発現細胞株を生成するために、ヒトCEAを含むウイルスベクターをL929(ATCC,Manassas,VA,USA)及びCT26細胞(ATCC,Manassas,VA,USA)に形質導入した。高発現細胞株は、G418を含む10%FBSを含有する完全RPMI1640培地で培養することによって選択され、次いでFACS結合アッセイによって検証した。
免疫化、ハイブリドーマ融合及びクローニング
8~12週齢のBalb/cマウス(HFK BIOSCIENCE CO.,LTD,Beijing,China)を、水溶性アジュバント(カタログ番号KX0210041、KangBiQuan,Beijing,China)の有無にかかわらず、500μlの1×107個のL929/huCEA細胞で腹腔内(i.p.)免疫した。抗体産生を促進するために、この手順を2週間後に繰り返した。3回目の免疫化の2週間後、マウス血清をELISA及びFACSによって可溶性CEA(sCEA)結合について評価した。脾細胞を単離し、標準技術(Colligan JE,et al.,CURRENT PROTOCOLS IN IMMUNOLOGY,1993)を用いてマウス骨髄腫細胞株SP2/0細胞(ATCC,Manassas,VA,USA)に融合した。
8~12週齢のBalb/cマウス(HFK BIOSCIENCE CO.,LTD,Beijing,China)を、水溶性アジュバント(カタログ番号KX0210041、KangBiQuan,Beijing,China)の有無にかかわらず、500μlの1×107個のL929/huCEA細胞で腹腔内(i.p.)免疫した。抗体産生を促進するために、この手順を2週間後に繰り返した。3回目の免疫化の2週間後、マウス血清をELISA及びFACSによって可溶性CEA(sCEA)結合について評価した。脾細胞を単離し、標準技術(Colligan JE,et al.,CURRENT PROTOCOLS IN IMMUNOLOGY,1993)を用いてマウス骨髄腫細胞株SP2/0細胞(ATCC,Manassas,VA,USA)に融合した。
ELISA及びFACSによる抗体のCEA結合活性の評価
ヒトCEAには結合するがCEACAM6またはsCEAには結合しない抗体をスクリーニングするために、CHIMには結合するがsCEA、CEACAM6及びCEA-vには結合しない抗体、ならびにCHIM、sCEA及びCEA-vには結合するがCEACAM6には結合しない抗体をスクリーニング及びカウンタースクリーニングした。ハイブリドーマクローンの上清を、(Methods in Molecular Biology(2007)378:33-52)に記載されているようにELISAによって最初にスクリーニングし、いくつかの変更を加えた。簡単に説明すると、sCEA、CHIM、CEACAM6、またはCEA-vを3μg/mlの低濃度で96ウェルプレートに個別にコーティングした。HRP結合抗マウスIgG抗体(カタログ番号7076S、Cell Signaling Technology,USA)及び基質(カタログ番号00-4201-56、eBioscience,USA)を開発に使用し、波長450nmの吸光度シグナルを、プレートリーダー(SpectraMax Paradigm(商標),Molecular Devices,USA)を使用して測定した。ELISA陽性クローンは、L929/huCEA及び/またはMKN45細胞(ATCC)を使用してFACSによってさらに検証された。MKN45細胞はヒト胃癌由来である。CEA発現細胞(105細胞/ウェル)をELISA陽性ハイブリドーマ上清と共にインキュベートし、続いてAlexa Fluro-647標識ヤギ抗マウスIgG抗体(カタログ番号A0473、Beyotime Biotechnology,China)と結合させた。フローサイトメーター(Guava easyCyte(商標)8HT、Merck-Millipore,USA)を使用して細胞の蛍光を定量した。
ヒトCEAには結合するがCEACAM6またはsCEAには結合しない抗体をスクリーニングするために、CHIMには結合するがsCEA、CEACAM6及びCEA-vには結合しない抗体、ならびにCHIM、sCEA及びCEA-vには結合するがCEACAM6には結合しない抗体をスクリーニング及びカウンタースクリーニングした。ハイブリドーマクローンの上清を、(Methods in Molecular Biology(2007)378:33-52)に記載されているようにELISAによって最初にスクリーニングし、いくつかの変更を加えた。簡単に説明すると、sCEA、CHIM、CEACAM6、またはCEA-vを3μg/mlの低濃度で96ウェルプレートに個別にコーティングした。HRP結合抗マウスIgG抗体(カタログ番号7076S、Cell Signaling Technology,USA)及び基質(カタログ番号00-4201-56、eBioscience,USA)を開発に使用し、波長450nmの吸光度シグナルを、プレートリーダー(SpectraMax Paradigm(商標),Molecular Devices,USA)を使用して測定した。ELISA陽性クローンは、L929/huCEA及び/またはMKN45細胞(ATCC)を使用してFACSによってさらに検証された。MKN45細胞はヒト胃癌由来である。CEA発現細胞(105細胞/ウェル)をELISA陽性ハイブリドーマ上清と共にインキュベートし、続いてAlexa Fluro-647標識ヤギ抗マウスIgG抗体(カタログ番号A0473、Beyotime Biotechnology,China)と結合させた。フローサイトメーター(Guava easyCyte(商標)8HT、Merck-Millipore,USA)を使用して細胞の蛍光を定量した。
FACSスクリーニングにおいて陽性シグナルを示し、CEACAM6及びsCEAには結合しないがCHIMには結合するハイブリドーマからの馴化培地を機能アッセイに供して、CEA発現細胞へのCEA抗体の結合におけるsCEAの存在を評価した(以下の実施例を参照)。所望の結合特異性及び機能活性を備えた抗体をさらにサブクローニングし、特性付けた。
ハイブリドーマのサブクローニング及び無血清培地または低血清培地への適応
主にELISA、FACS、及び機能アッセイによるスクリーニングの後、陽性ハイブリドーマクローンを限界希釈法によってサブクローニングした。機能アッセイを通じて検証された上位の抗体サブクローンは、3%FBSを含むCDM4MAb培地(カタログ番号SH30801.02、Hyclone,USA)での増殖に適応された。
主にELISA、FACS、及び機能アッセイによるスクリーニングの後、陽性ハイブリドーマクローンを限界希釈法によってサブクローニングした。機能アッセイを通じて検証された上位の抗体サブクローンは、3%FBSを含むCDM4MAb培地(カタログ番号SH30801.02、Hyclone,USA)での増殖に適応された。
モノクローナル抗体の発現及び精製
ハイブリドーマ細胞をCDM4MAb培地(カタログ番号SH30801.02、Hyclone)で培養し、CO2インキュベーター内で37℃で5~7日間インキュベートした。精製前に、遠心分離及び0.22μmの膜を通過させる濾過によって馴化培地を収集した。マウス抗体を含む上清を適用し、製造元ガイドのプロトコールに従ってプロテインAカラム(カタログ番号17127901、GE Life Sciences)に結合させた。この手順により、通常、90%を超える純度の抗体が得られた。プロテインAアフィニティー精製抗体をPBSに対して透析するか、HiLoad 16/60 Superdex(商標)200カラム(カタログ番号17531801、GE Life Sciences)を使用してさらに精製して凝集体を除去した。タンパク質濃度は、280nmでの吸光度を測定することによって決定した。最終的な抗体調製物は、アリコートに分けて-80℃の冷凍庫に保存した。
ハイブリドーマ細胞をCDM4MAb培地(カタログ番号SH30801.02、Hyclone)で培養し、CO2インキュベーター内で37℃で5~7日間インキュベートした。精製前に、遠心分離及び0.22μmの膜を通過させる濾過によって馴化培地を収集した。マウス抗体を含む上清を適用し、製造元ガイドのプロトコールに従ってプロテインAカラム(カタログ番号17127901、GE Life Sciences)に結合させた。この手順により、通常、90%を超える純度の抗体が得られた。プロテインAアフィニティー精製抗体をPBSに対して透析するか、HiLoad 16/60 Superdex(商標)200カラム(カタログ番号17531801、GE Life Sciences)を使用してさらに精製して凝集体を除去した。タンパク質濃度は、280nmでの吸光度を測定することによって決定した。最終的な抗体調製物は、アリコートに分けて-80℃の冷凍庫に保存した。
実施例2:CEA抗体のクローニング及び配列分析
製造元のプロトコールに基づいて、Ultrapure RNAキット(カタログ番号74104、QIAGEN,Germany)を使用して、マウスのハイブリドーマ細胞を回収して全RNAを調製した。第1鎖cDNAは、InvitrogenのcDNA合成キット(カタログ番号18080-051)を使用して合成し、マウスモノクローナル抗体のVH及びVL遺伝子のPCR増幅を、PCRキット(カタログ番号CW0686、CWBio,Beijing,China)を使用して行った。重鎖可変領域(VH)及びカッパ軽鎖可変領域(VL)の抗体cDNAクローニングに使用されるオリゴプライマーは、以前に報告された配列に基づいて合成した(Brocks et al.,Mol Med.2001 7(7):461-9.)。次に、PCR産物をpEASY-Bluntクローニングベクター(カタログ番号CB101-02、TransGen,China)にサブクローニングし、配列を決定した。VH及びVL領域のアミノ酸配列は、DNA配列決定の結果から決定された。
製造元のプロトコールに基づいて、Ultrapure RNAキット(カタログ番号74104、QIAGEN,Germany)を使用して、マウスのハイブリドーマ細胞を回収して全RNAを調製した。第1鎖cDNAは、InvitrogenのcDNA合成キット(カタログ番号18080-051)を使用して合成し、マウスモノクローナル抗体のVH及びVL遺伝子のPCR増幅を、PCRキット(カタログ番号CW0686、CWBio,Beijing,China)を使用して行った。重鎖可変領域(VH)及びカッパ軽鎖可変領域(VL)の抗体cDNAクローニングに使用されるオリゴプライマーは、以前に報告された配列に基づいて合成した(Brocks et al.,Mol Med.2001 7(7):461-9.)。次に、PCR産物をpEASY-Bluntクローニングベクター(カタログ番号CB101-02、TransGen,China)にサブクローニングし、配列を決定した。VH及びVL領域のアミノ酸配列は、DNA配列決定の結果から決定された。
モノクローナル抗体は、配列相同性を比較することによって分析され、配列類似性に基づいてグループ化された(図2)。相補的決定領域(CDR)は、配列アノテーションによるIMGT(Lefranc et al.,1999 Nucleic Acids Research 27:209-212)システムに基づいて定義された。代表的なクローンBGA13のアミノ酸配列を表3に示す。
実施例3:精製マウス抗CEA抗体の結合プロファイルの決定
ELISA及びFACSによって示されるCEAに対する特異的結合を有するCEA抗体、ならびにsCEA干渉のないCEA抗体は、BIAcore(商標)T-200(GE Life Sciences)を使用するSPRアッセイによってそれらの結合動態について特徴付けられた(図3A)。簡単に説明すると、抗マウスIgG抗体を活性化されたCM5バイオセンサーチップ(カタログ番号BR100530、GE Life Sciences)上に固定化した。精製マウス抗体をチップ表面に流し、抗マウスIgG抗体によって捕捉した。次に、精製CHIM、CEA-v、CEA、またはサルCEA組換えタンパク質の段階希釈(6.0nM~2150nM)をチップ表面に流し、表面プラズモン共鳴シグナルの変化を分析して、1対1のラングミュア結合モデル(BIA Evaluation Software,GE Life Sciences)を使用して会合速度(kon)及び解離速度(koff)を算出した。平衡解離定数(KD)を、比率koff/konとして計算した。BGA13の結合親和性プロファイルを以下の表4に示す。
ELISA及びFACSによって示されるCEAに対する特異的結合を有するCEA抗体、ならびにsCEA干渉のないCEA抗体は、BIAcore(商標)T-200(GE Life Sciences)を使用するSPRアッセイによってそれらの結合動態について特徴付けられた(図3A)。簡単に説明すると、抗マウスIgG抗体を活性化されたCM5バイオセンサーチップ(カタログ番号BR100530、GE Life Sciences)上に固定化した。精製マウス抗体をチップ表面に流し、抗マウスIgG抗体によって捕捉した。次に、精製CHIM、CEA-v、CEA、またはサルCEA組換えタンパク質の段階希釈(6.0nM~2150nM)をチップ表面に流し、表面プラズモン共鳴シグナルの変化を分析して、1対1のラングミュア結合モデル(BIA Evaluation Software,GE Life Sciences)を使用して会合速度(kon)及び解離速度(koff)を算出した。平衡解離定数(KD)を、比率koff/konとして計算した。BGA13の結合親和性プロファイルを以下の表4に示す。
BGA13の結合プロファイルを抗原ELISAでチェックし、精製BGA13のhuCEA及びサルCEAへの結合を観察した。これらは、BGA13が可溶性huCEA及びサルCEAに対して弱い結合剤であるか、または可溶性CEAが固定化されたときに異なる立体構造を有することを示した(図3B)。この実験では、sCEA、CHIM、サルCEA、CEA-v、及びBSAを96ウェルプレートに10μg/mlの高濃度で4℃で一晩コーティングした。BGA13または対照の抗体ab4451(カタログ番号ab4451、abcam,USA)を2μg/mlの濃度で1時間インキュベートした。HRP結合抗マウスIgG抗体(カタログ番号7076S、Cell Signaling Technology,USA)及び基質(カタログ番号00-4201-56、eBioscience,USA)を開発に使用し、波長450nmの吸光度シグナルを、プレートリーダー(SpectraMax Paradigm,Molecular Devices,USA)を使用して測定した。
実施例4:CEA発現細胞へのBGA13の結合に対する組換え可溶性CEAの影響
CEA発現細胞に対する様々なCEA抗体の特異的結合における可溶性CEAの存在を、フローサイトメトリーによって評価した。簡単に説明すると、ヒトCEA発現細胞(105細胞/ウェル)を、20μg/mlの超組換え可溶性CEAタンパク質の存在下で2μg/mlの精製CEAマウスモノクローナル抗体とインキュベートし、その後Alexa Fluro-647-標識ヤギ抗マウスIgG抗体(カタログ番号A0473、Beyotime Biotechnology,China)と結合させた。フローサイトメーター(Guava easyCyte(商標)8HT、Merck-Millipore,USA)を使用して細胞の蛍光を定量した。図4A及び図4Bに示すように、CEA発現細胞へのBGA13の結合は、可溶性CEAの存在によって影響されなかった。
CEA発現細胞に対する様々なCEA抗体の特異的結合における可溶性CEAの存在を、フローサイトメトリーによって評価した。簡単に説明すると、ヒトCEA発現細胞(105細胞/ウェル)を、20μg/mlの超組換え可溶性CEAタンパク質の存在下で2μg/mlの精製CEAマウスモノクローナル抗体とインキュベートし、その後Alexa Fluro-647-標識ヤギ抗マウスIgG抗体(カタログ番号A0473、Beyotime Biotechnology,China)と結合させた。フローサイトメーター(Guava easyCyte(商標)8HT、Merck-Millipore,USA)を使用して細胞の蛍光を定量した。図4A及び図4Bに示すように、CEA発現細胞へのBGA13の結合は、可溶性CEAの存在によって影響されなかった。
実施例5:マウス抗ヒトCEA抗体のヒト化
mAbのヒト化及び操作
BGA13のヒト化については、IMGT及びNCBIのヒト免疫グロブリン遺伝子データベースにおける配列比較により、BGA13可変領域のcDNA配列と高い相同性を共有する配列をヒト生殖系列IgG遺伝子で検索した。ヒト抗体レパートリーに高頻度で存在し(Glanville et al.,2009 PNAS 106:20216-20221)、BGA13との相同性が高いヒトIGVH及びIGVL遺伝子を、ヒト化のテンプレートとして選択した。ヒト化前に、BGA13重鎖及び軽鎖可変ドメインを、それぞれ、ヒトIgG1wt(配列番号87)として指定される野生型ヒトIgG1定常領域及びヒトカッパ定常(CL)領域(配列番号88)に融合した。
mAbのヒト化及び操作
BGA13のヒト化については、IMGT及びNCBIのヒト免疫グロブリン遺伝子データベースにおける配列比較により、BGA13可変領域のcDNA配列と高い相同性を共有する配列をヒト生殖系列IgG遺伝子で検索した。ヒト抗体レパートリーに高頻度で存在し(Glanville et al.,2009 PNAS 106:20216-20221)、BGA13との相同性が高いヒトIGVH及びIGVL遺伝子を、ヒト化のテンプレートとして選択した。ヒト化前に、BGA13重鎖及び軽鎖可変ドメインを、それぞれ、ヒトIgG1wt(配列番号87)として指定される野生型ヒトIgG1定常領域及びヒトカッパ定常(CL)領域(配列番号88)に融合した。
ヒト化は、CDRグラフティング(Methods in Molecular Biology,Vol 248:Antibody Engineering,Methods and Protocols,Humana Press)によって実施され、BGA13抗体はヒトIgG1フォーマットで操作された。ヒト化の最初のラウンドでは、フレームワーク領域におけるマウスからヒトアミノ酸残基への変異は、シミュレートされた3D構造によって誘導され、CDRの標準構造を維持するために構造的に重要なマウスのフレームワーク残基は、ヒト化抗体BGA13、BGA131(重鎖及び軽鎖のアミノ酸配列を配列番号89及び90に示す)の最初のバージョンで保持された。
具体的には、BGA13 VLのCDRを、2つのマウスフレームワーク残基(N66及びV68)を保持した状態でヒト生殖系列可変遺伝子IGVK1-27のフレームワークに移植した(軽鎖可変ドメインのアミノ酸配列は配列番号92に示す)。BGA13 VHのCDRは、5つのマウスフレームワーク(L39、I53、Y55、N66、S68)残基を保持した状態で、ヒト生殖系列可変遺伝子IGVH1-46のフレームワークに移植した(重鎖可変ドメインのアミノ酸配列は配列番号91に示す)。
BGA13-1は、容易に適応できるサブクローニング部位を備えた野生型ヒトIgG1の定常領域を含むインハウス開発の発現ベクターを使用して、ヒト完全長抗体フォーマットとして構築した。BGA13-1抗体の発現及び調製は、上記2つの構築物の293G細胞への同時トランスフェクションと、プロテインAカラム(カタログ番号17543802、GE Life Sciences)を使用した精製とによって達成された。精製した抗体をPBS中で0.5~5mg/mLに濃縮し、アリコートに分けて-80℃の冷凍庫に保存した。
BGA131を使用して、追加の単一または複数のアミノ酸変更を行い、VH及びVLのフレームワーク領域のヒト残基を、それぞれVHではV68A、R72A、及びV79A、VLではV43Sを含む、対応するマウス生殖系列残基に変換した。その結果、BGA132(VH中のV68A、R72A)、BGA133(VH中のV79A)、BGA134(VH中のV68A、R72A、V79A)、BGA135(VL中のV43S)、BGA136(VH中のV68A、R72A、及びVL中のV43S)、BGA137(VH中のV79A、VL中のV43S)、及びBGA138(VH中のV68A、R72A、V79A、VL中のV43S)が得られた。修飾を含むすべての抗体はBGA131に対して同様の結合活性を有し、いずれの変化も結合を破壊しなかった。
翻訳後修飾(PTM)部位を除去するために、BGA131配列に基づいてCDR及びフレームワーク領域に変異を導入することでさらなる操作が行われた。これには、VH領域におけるN52T、N54Q、N59S、N102G、N104Q、及びS61Aアミノ酸の変化が含まれた。その結果、BGA131A(N52T(VH))、BGA131B(N54Q(VH))、BGA131C(N59S(VH))、BGA131D(N102G(VH))、BGA131E(N104Q(VH))、及びBGA131F(N54Q、N59S、S61A(VH))が得られ、すべての抗体はBGA131に対して同様の結合特異性を有し、いずれの変化も結合を破壊しなかった。特異性を維持しながら、アミノ酸組成及び発現レベルも考慮された。すべてのヒト化変異は、特定の位置に変異を含むプライマー及び部位特異的変異誘発キット(カタログ番号FM111-02、TransGen,Beijing,China)を使用して作成された。望ましい変異は配列分析によって確認された。BGA13-1と比較して、BGA13-1Fはグリコシル化部位がなく結合親和性が有意に低下していたが、発現レベルが高かった(表8)。
実施例6:親和性成熟ライブラリーの生成
ファージミドベクターpCANTAB 5E(GE Healthcare)を標準的な分子生物学技術によって使用して、BGA13-1F Fabフラグメントを遺伝子3の微量のコートタンパク質のフラグメントのN末端との融合体としてM13バクテリオファージの表面に表示するように設計されたファージミドを構築した。ファージミドクローンから直接Fabフラグメントを発現できるように、遺伝子3配列の前にアンバー終止コドンがあった。ファージミドをテンプレートとして使用して、108個のユニークなメンバーを含むファージディスプレイライブラリーを構築した。
ファージミドベクターpCANTAB 5E(GE Healthcare)を標準的な分子生物学技術によって使用して、BGA13-1F Fabフラグメントを遺伝子3の微量のコートタンパク質のフラグメントのN末端との融合体としてM13バクテリオファージの表面に表示するように設計されたファージミドを構築した。ファージミドクローンから直接Fabフラグメントを発現できるように、遺伝子3配列の前にアンバー終止コドンがあった。ファージミドをテンプレートとして使用して、108個のユニークなメンバーを含むファージディスプレイライブラリーを構築した。
2つのライブラリー(H-AM、L-AM)は、それぞれ重鎖及び軽鎖のCDR位置をランダム化して構築した。3つのCDRはすべて各ライブラリーでランダム化されたが、各CDRには、2つの同時変異を有し得るHCDR3を除き、各クローンに最大1つの変異があった。各位置は、任意のアミノ酸またはアンバー終止コドンをコードするNNKコドン(IUPACコード)でランダム化された。組み合わされた重鎖及び軽鎖のライブラリー設計には、終止コドンやシステインコドンを持たない5.0×106個のユニークな完全長クローンの潜在的な多様性があり、それぞれ0、1、2、及び3個の変異を有するクローンの予想分布は約0.02%、1.1%、17%、及び82%であった。重鎖クローンの少数の部分には、HCDR3領域のプライマー設計のため4つの変異があることが予想された。最初のステップとして、テンプレートとしてpCANTAB 5E、及びランダム化されたCDR3位置を含むプライマーを使用してDNAフラグメントを増幅した(図5のA及びBを参照)。次に、PCR産物をゲル精製し、ランダム化されたCDR2位置を含むプライマーを使用して組み立てた。この手順を、ランダムなCDR1位置に向けられたプライマーを使用して繰り返した。次に、得られた重鎖または軽鎖のPCR産物を、オーバーラップPCRによって対応するCHフラグメントまたはCLフラグメントと組み立てた。フラグメントは、オーバーラップPCRによって、変異のない軽鎖または重鎖とさらに組み立てた。次いで、得られたフラグメントをゲル精製し、NcoI/NotI消化後にpCANTAB 5Eとライゲーションした。精製されたライゲーションは、エレクトロポレーションによってTG1細菌に形質転換された。各ライブラリーからの48クローンの配列決定により、各位置のランダム化が確認された(データは示されていない)。ただし、サンプリング深度が限られているため、すべての位置ですべてのアミノ酸変異が観察されたわけではない。軽鎖及び重鎖ライブラリーの約52%及び55%は完全長のランダム化クローンを有しており、オリゴヌクレオチド合成及びライブラリー構築において中程度の取り込みバイアスがあっても生成された108個の独立したクローンで設計の潜在的な多様性をすべてカバーするのに十分であった。
実施例7:親和性成熟ヒト化BGA13変異体の生成
ライブラリーの選択及びスクリーニング
親和性成熟ヒト化BGA13 Fabの生成は、標準プロトコールを用いたファージディスプレイによって実施した(Silacci et al.,(2005)Proteomics,5,2340-50;Zhao et al.,(2014)PLoS One,9,e111339)。第1と第2のラウンドの選択では、免疫チューブ(カタログ番号470319、ThermoFisher)中の固定化CHIMに対して競合選択を行った。簡単に説明すると、免疫チューブを1mlのCHIM(PBS中5μg/ml)で一晩4℃でコーティングした。すべての親和性成熟ライブラリーを、さまざまな濃度のBGA13-1F IgG(ラウンド1、1μg/ml;ラウンド2、5μg/ml)の存在下で、コーティングされた免疫チューブと共に1時間インキュベートした。第3と第4のラウンドの選択では、L929/huCEA細胞(ラウンド3)またはLOVO細胞(ATCC CCL-229)(ラウンド4)を使用し、枯渇細胞としてHEK293細胞を使用して細胞パニングを行った。4つのラウンドの選択後、個々のクローンを選択し、標準プロトコールを使用してファージを含む上清を調製した。ELISA陽性クローンの配列を決定し、変異部位を分析した。
ライブラリーの選択及びスクリーニング
親和性成熟ヒト化BGA13 Fabの生成は、標準プロトコールを用いたファージディスプレイによって実施した(Silacci et al.,(2005)Proteomics,5,2340-50;Zhao et al.,(2014)PLoS One,9,e111339)。第1と第2のラウンドの選択では、免疫チューブ(カタログ番号470319、ThermoFisher)中の固定化CHIMに対して競合選択を行った。簡単に説明すると、免疫チューブを1mlのCHIM(PBS中5μg/ml)で一晩4℃でコーティングした。すべての親和性成熟ライブラリーを、さまざまな濃度のBGA13-1F IgG(ラウンド1、1μg/ml;ラウンド2、5μg/ml)の存在下で、コーティングされた免疫チューブと共に1時間インキュベートした。第3と第4のラウンドの選択では、L929/huCEA細胞(ラウンド3)またはLOVO細胞(ATCC CCL-229)(ラウンド4)を使用し、枯渇細胞としてHEK293細胞を使用して細胞パニングを行った。4つのラウンドの選択後、個々のクローンを選択し、標準プロトコールを使用してファージを含む上清を調製した。ELISA陽性クローンの配列を決定し、変異部位を分析した。
CDRの変異頻度の解析
4つのラウンドの選択後の各CDRにおける変異の頻度は比較的高く、HCDR3の17%からLCDR2の95%の範囲であった。重鎖に関しては、H-AMライブラリーで同定されたクローンの約半数が親クローンと同一であった。他のクローンには、HCDR2中のQ54Nに1つの逆突然変異が含まれていた。
4つのラウンドの選択後の各CDRにおける変異の頻度は比較的高く、HCDR3の17%からLCDR2の95%の範囲であった。重鎖に関しては、H-AMライブラリーで同定されたクローンの約半数が親クローンと同一であった。他のクローンには、HCDR2中のQ54Nに1つの逆突然変異が含まれていた。
軽鎖を分析すると、変異はさらに多様であった。2つの部位では、それぞれLCDR1のほぼすべてのクローンに変異が発生していた。軽鎖残基29及び31は、それぞれクローンの47.09%及び35.29%でIleからGlnに、及びGlyからGlnに変異した。29位はGln変異の頻度が高いだけではなく、チロシンへの変異を持つクローンのサブセットも有していた。位置31はGln変異の頻度が高いだけではなく、Leuに変異する可能性が約12.5%であった。ライブラリー設計の制約により、29位と31位の変異は、互いに組み合わせて見られなかった。しかしながら、これら2つの部位のそれぞれの変異は、他のCDRの変異と組み合わせられることがよくあった。LCDR2に関しては、A51のみに少なくとも64.71%のクローンにおいて変異が発生していたが、明らかなパターンはなく、Tyr、Phe、Thr、Asnなどの大きな疎水性極性残基が含まれていた。LCDR3に関しては、2つの部位で少なくとも50%のクローンに変異が発生していた。軽鎖残基90及び92は、それぞれクローンの11.76%及び47.06%でHisからLeuに、及びTyrからLeuに変異していた。図6は、4つのラウンドの選択後の軽鎖のCDR領域の配列分散を示す。
選択されたヒト化BGA13変異体の発現
突然変異の組み合わせが行われた。選択したファージクローンからの軽鎖可変領域を、ヒトカッパ軽鎖発現哺乳類発現ベクターにサブクローニングした。軽鎖発現ベクターを、BGA13-1F重鎖を発現する哺乳類発現ベクターと共に1:1の比率で293G細胞に同時トランスフェクトした。CEA抗体のバージョンは、プロテインAアフィニティークロマトグラフィー(カタログ番号17543802、GE Life Sciences)によって培養上清から精製された。精製した抗体をPBS中で0.5~5mg/mLに濃縮し、アリコートに分けて-80℃の冷凍庫に保存した。
突然変異の組み合わせが行われた。選択したファージクローンからの軽鎖可変領域を、ヒトカッパ軽鎖発現哺乳類発現ベクターにサブクローニングした。軽鎖発現ベクターを、BGA13-1F重鎖を発現する哺乳類発現ベクターと共に1:1の比率で293G細胞に同時トランスフェクトした。CEA抗体のバージョンは、プロテインAアフィニティークロマトグラフィー(カタログ番号17543802、GE Life Sciences)によって培養上清から精製された。精製した抗体をPBS中で0.5~5mg/mLに濃縮し、アリコートに分けて-80℃の冷凍庫に保存した。
親和性成熟ヒト化BGA13変異体の特徴付け
BGA13-1F及び他の親和性成熟クローンの親和性比較は、BIAcore(商標)T-200(GE Life Sciences)及びフローサイトメトリー(図7)を使用するSPRアッセイ(表9)によって行われた。この実験では、抗ヒトIgG(Fc)抗体を活性化されたCM5バイオセンサーチップ(カタログ番号BR100839、GE Life Sciences)に固定化した。抗CEA抗体をチップ表面に流し、抗ヒトFab抗体によって捕捉した。次に、CHIMの段階希釈(1.37nM~333nM)をチップ表面に流し、表面プラズモン共鳴シグナルの変化を分析して、1対1のラングミュア結合モデル(BIA Evaluation Software,GE Life Sciences)を使用して会合速度(kon)及び解離速度(koff)を算出した。フローサイトメトリーでは、CEA発現細胞(105細胞/ウェル)をさまざまな濃度の精製された親和性成熟抗体とインキュベートし、次いでAlexa Fluro-647標識抗hu IgG Fc抗体(カタログ番号409320、BioLegend,USA)と結合させた。フローサイトメーター(Guava easyCyte(商標)8HT、Merck-Millipore,USA)を使用して細胞の蛍光を定量した。平衡解離定数(KD)を、比率koff/konとして計算した。BGA131F-ph-L(配列番号95)及びBGA131F-ph-M(配列番号96)は、huCEA表面タンパク質に対して改善された親和性を有することが示された(表10)。
BGA13-1F及び他の親和性成熟クローンの親和性比較は、BIAcore(商標)T-200(GE Life Sciences)及びフローサイトメトリー(図7)を使用するSPRアッセイ(表9)によって行われた。この実験では、抗ヒトIgG(Fc)抗体を活性化されたCM5バイオセンサーチップ(カタログ番号BR100839、GE Life Sciences)に固定化した。抗CEA抗体をチップ表面に流し、抗ヒトFab抗体によって捕捉した。次に、CHIMの段階希釈(1.37nM~333nM)をチップ表面に流し、表面プラズモン共鳴シグナルの変化を分析して、1対1のラングミュア結合モデル(BIA Evaluation Software,GE Life Sciences)を使用して会合速度(kon)及び解離速度(koff)を算出した。フローサイトメトリーでは、CEA発現細胞(105細胞/ウェル)をさまざまな濃度の精製された親和性成熟抗体とインキュベートし、次いでAlexa Fluro-647標識抗hu IgG Fc抗体(カタログ番号409320、BioLegend,USA)と結合させた。フローサイトメーター(Guava easyCyte(商標)8HT、Merck-Millipore,USA)を使用して細胞の蛍光を定量した。平衡解離定数(KD)を、比率koff/konとして計算した。BGA131F-ph-L(配列番号95)及びBGA131F-ph-M(配列番号96)は、huCEA表面タンパク質に対して改善された親和性を有することが示された(表10)。
実施例8:親和性成熟ヒト化BGA13変異体のさらなる操作
BGA131F-ph-Mテンプレートに基づいてCDRに変異を導入することにより、さらなる操作が行われた。これには、VHのW33Y、Q54N、及びS59N、ならびにVLのT51Yが含まれていた。その結果、BGA1132A(W33Y(VH))、BGA1132B(Q54N(VH))、BGA1132C(S59N(VH))、BGA1131A(T51Y(VL))が得られ、これらはすべてBGA-1131Fに対する結合活性が改善された。最も改善された抗体は、最終的に、(W33Y(VH)、T51Y(VL))変化を有するBGA113抗体(表11)をもたらし、配列は表12に示されている。
BGA131F-ph-Mテンプレートに基づいてCDRに変異を導入することにより、さらなる操作が行われた。これには、VHのW33Y、Q54N、及びS59N、ならびにVLのT51Yが含まれていた。その結果、BGA1132A(W33Y(VH))、BGA1132B(Q54N(VH))、BGA1132C(S59N(VH))、BGA1131A(T51Y(VL))が得られ、これらはすべてBGA-1131Fに対する結合活性が改善された。最も改善された抗体は、最終的に、(W33Y(VH)、T51Y(VL))変化を有するBGA113抗体(表11)をもたらし、配列は表12に示されている。
実施例9:BGA113の最適化
生化学的/生物物理学的特性をさらに改善するために、CDR及びフレームワーク領域に置換を導入することによってBGA113の最適化を行った(表13)。ヒトVH生殖系列間で観察された差に基づいて選択されるK13及びQ53を除き、大きな疎水性残基を選択し、極性残基に変更した。機能的活性を維持しながら、アミノ酸組成、熱安定性(Tm)、表面疎水性、及び等電子点(pI)を考慮する。実施例6に記載したように、ベクターpCANTAB-5Eにクローニングすることによって変異体をFab形式で発現させた。次いで、Fab含有上清をELISA及びSPR分析によってCEA結合に関してスクリーニングした。有意な親和性低下のない変異体を選択し、置換を許容できる残基を同定した。軽鎖のL92E、重鎖のK13E、Q54E、Y57D/E、及びY57Kは、親和性に最小限の影響を与えることが示された。したがって、単一の同定された変異または組み合わせを有するIgGフォーマットのBGA113変異体を実施例8に記載のように発現及び精製した。SPR研究及びFACS分析を実施し、表14にまとめた。導入されたアミノ酸置換によって特異性及びエピトープに変化が生じないことが確認された(データは示されていない)。まとめると、これらの結果は、これらの単一または複合変異(重鎖のK13E、Q54E、Y57D及びY57K、軽鎖のL92E)が、CEAへの結合親和性をわずかに低下させるL92Eを除いて、親和性に対する影響が最小限であることを示した。要約すると、Y57Kの変化により、BGA113抗体の発現、CEA結合及び親和性が最適化され、その結果BGA113Kが得られた(表1)。
生化学的/生物物理学的特性をさらに改善するために、CDR及びフレームワーク領域に置換を導入することによってBGA113の最適化を行った(表13)。ヒトVH生殖系列間で観察された差に基づいて選択されるK13及びQ53を除き、大きな疎水性残基を選択し、極性残基に変更した。機能的活性を維持しながら、アミノ酸組成、熱安定性(Tm)、表面疎水性、及び等電子点(pI)を考慮する。実施例6に記載したように、ベクターpCANTAB-5Eにクローニングすることによって変異体をFab形式で発現させた。次いで、Fab含有上清をELISA及びSPR分析によってCEA結合に関してスクリーニングした。有意な親和性低下のない変異体を選択し、置換を許容できる残基を同定した。軽鎖のL92E、重鎖のK13E、Q54E、Y57D/E、及びY57Kは、親和性に最小限の影響を与えることが示された。したがって、単一の同定された変異または組み合わせを有するIgGフォーマットのBGA113変異体を実施例8に記載のように発現及び精製した。SPR研究及びFACS分析を実施し、表14にまとめた。導入されたアミノ酸置換によって特異性及びエピトープに変化が生じないことが確認された(データは示されていない)。まとめると、これらの結果は、これらの単一または複合変異(重鎖のK13E、Q54E、Y57D及びY57K、軽鎖のL92E)が、CEAへの結合親和性をわずかに低下させるL92Eを除いて、親和性に対する影響が最小限であることを示した。要約すると、Y57Kの変化により、BGA113抗体の発現、CEA結合及び親和性が最適化され、その結果BGA113Kが得られた(表1)。
実施例10:抗CEA抗体BGA113Kの結合プロファイル
BGA113K及びUS2012/0251529で抗体2F1と称される以前に開示されたCEA抗体は、ヒトIgG1フォーマットで生成し、BIAcore(商標)T-200(GE Life Sciences)を使用するSPRアッセイによって結合動態について特徴付けられた。
BGA113K及びUS2012/0251529で抗体2F1と称される以前に開示されたCEA抗体は、ヒトIgG1フォーマットで生成し、BIAcore(商標)T-200(GE Life Sciences)を使用するSPRアッセイによって結合動態について特徴付けられた。
このデータを得るために、抗ヒトIgG(Fc)抗体を活性化されたCM5バイオセンサーチップ(カタログ番号BR100839、GE Life Sciences)に固定化した。BGA113K抗体をチップ表面に流し、抗ヒトFab抗体によって捕捉した。次に、可溶性huCEAまたはcynoCEA(カタログ番号:CE5-C52H5、Acrobiosystem)の段階希釈(1.37nM~2150nM)をチップ表面に流し、表面プラズモン共鳴シグナルの変化を分析して、1対1のラングミュア結合モデル(BIA Evaluation Software,GE Life Sciences)を使用して会合速度(kon)及び解離速度(koff)を算出した。平衡解離定数(KD)を、比率koff/konとして計算した。BGA113K及び2F1対照抗体は異なる結合親和性を示した。以下の表15に示すように、BGA113Kは、ヒトCEAに対して非常に高い親和性を有し、カニクイザルCEAに対しても同等の親和性を有する。
フローサイトメトリーでは、CEA発現MKN45細胞(105細胞/ウェル)をさまざまな濃度の精製された親和性成熟抗体とインキュベートし、次いでAlexa Fluro-647標識抗hu IgG Fc抗体(カタログ番号409320、BioLegend,USA)と結合させた。フローサイトメーター(Guava easyCyte(商標)8HT、Merck-Millipore,USA)を使用して細胞の蛍光を定量した。図8に示すように、BGA-113Kは、2.92ug/mlのEC50で用量反応的に生細胞上の天然CEAに特異的に結合することを示した。
実施例11:オフターゲット特異性の評価
BGA113Kのオフターゲット特異性は、ELISA及びフローサイトメトリーによって評価した。フローサイトメトリーでは、CEACAM3(配列番号65)、CEACAM7(配列番号66)、またはCEACAM8(配列番号67)をHEK293細胞(105細胞/ウェル)に一時的にトランスフェクトし、次いで2μg/mlの精製BGA113Kでインキュベートし、続いてAlexa Fluor-647-標識抗huIgG Fc抗体(カタログ番号409320、BioLegend,USA)と結合させた。フローサイトメーター(Guava easyCyte(商標)8HT、Merck-Millipore,USA)を使用して細胞の蛍光を定量した。抗原ELISAの場合、CEACAM1(配列番号:64)(カタログ番号10822-H08H、Sino Biological,China)、CHIM(配列番号:63)、CEA(配列番号:55)、またはCEACAM6(配列番号:57)を96ウェルプレートに10μg/mlの濃度で4℃で一晩コーティングした。HRP結合抗ヒトFc(Fc特異的)IgG抗体(カタログ番号A0170、Sigma,USA)及び基質(カタログ番号00-4201-56、eBioscience,USA)を開発に使用し、波長450nmの吸光度シグナルを、プレートリーダー(SpectraMax Paradigm,Molecular Devices,USA)を使用して測定した。図9のA~Bに示すように、他のCEACAMファミリーメンバーに対する交差反応性は観察されず、したがって、BGA113KはCEA(図9のA~BのCEACAM5)に対してのみ特異性を示した。
BGA113Kのオフターゲット特異性は、ELISA及びフローサイトメトリーによって評価した。フローサイトメトリーでは、CEACAM3(配列番号65)、CEACAM7(配列番号66)、またはCEACAM8(配列番号67)をHEK293細胞(105細胞/ウェル)に一時的にトランスフェクトし、次いで2μg/mlの精製BGA113Kでインキュベートし、続いてAlexa Fluor-647-標識抗huIgG Fc抗体(カタログ番号409320、BioLegend,USA)と結合させた。フローサイトメーター(Guava easyCyte(商標)8HT、Merck-Millipore,USA)を使用して細胞の蛍光を定量した。抗原ELISAの場合、CEACAM1(配列番号:64)(カタログ番号10822-H08H、Sino Biological,China)、CHIM(配列番号:63)、CEA(配列番号:55)、またはCEACAM6(配列番号:57)を96ウェルプレートに10μg/mlの濃度で4℃で一晩コーティングした。HRP結合抗ヒトFc(Fc特異的)IgG抗体(カタログ番号A0170、Sigma,USA)及び基質(カタログ番号00-4201-56、eBioscience,USA)を開発に使用し、波長450nmの吸光度シグナルを、プレートリーダー(SpectraMax Paradigm,Molecular Devices,USA)を使用して測定した。図9のA~Bに示すように、他のCEACAMファミリーメンバーに対する交差反応性は観察されず、したがって、BGA113KはCEA(図9のA~BのCEACAM5)に対してのみ特異性を示した。
実施例12:CEA発現細胞へのBGA113Kの結合に対する可溶性huCEAの影響
可溶性CEA(sCEA)がBGA113Kの特異的結合に何らかの影響を与えるかどうかを確認するために、さまざまな濃度(0、0.5、1、2μg/ml)の組換え可溶性CEAを(0.01~100μg/ml)BGA113Kと事前混合し、5分間インキュベートした。次いで、これらの混合物を、MKN45細胞などの2×105CEA発現細胞と共に4℃で30分間インキュベートした。細胞を二次抗体抗huFc-APC(カタログ番号409320、BioLegend,USA)で染色し、フローサイトメトリーで分析した。2μg/mlの組換えsCEAの存在下では、CEA発現細胞へのBGA113Kの結合は影響を受けなかった。この結果はMKN45細胞について示されており(図10)、膜結合型CEAに対するBGA113Kの特異性を示している。
可溶性CEA(sCEA)がBGA113Kの特異的結合に何らかの影響を与えるかどうかを確認するために、さまざまな濃度(0、0.5、1、2μg/ml)の組換え可溶性CEAを(0.01~100μg/ml)BGA113Kと事前混合し、5分間インキュベートした。次いで、これらの混合物を、MKN45細胞などの2×105CEA発現細胞と共に4℃で30分間インキュベートした。細胞を二次抗体抗huFc-APC(カタログ番号409320、BioLegend,USA)で染色し、フローサイトメトリーで分析した。2μg/mlの組換えsCEAの存在下では、CEA発現細胞へのBGA113Kの結合は影響を受けなかった。この結果はMKN45細胞について示されており(図10)、膜結合型CEAに対するBGA113Kの特異性を示している。
実施例13:BGA113は、CEA+腫瘍細胞に対して強力なADCC効果を誘導する
野生型IgG1フォーマットのBGA113が抗体依存性細胞傷害(ADCC)を誘導できるかどうかを確認するために、CD16(V158)発現NK92MI細胞(NK92MI/CD16V)をエフェクター細胞として使用し、CEAを発現するマウス結腸癌細胞(CT26-ATCC CRL-2638)と共培養した。共培養は、示された濃度(0.00005~5μg/ml)のBGA113の存在下、E:T比1:1で5時間実施し、細胞毒性を乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)放出によって決定した。上清中のLDHの量は、CytoTox(商標)96 Non-Radioactive Cytotoxicity Assay kit(Promega,Madison,WI)を使用して測定し、特異的溶解量を製造業者の指示に従って計算した。図11に示すように、BGA113は、約6.7ng/mlのEC50でインビトロでADCCを誘導することができた。
野生型IgG1フォーマットのBGA113が抗体依存性細胞傷害(ADCC)を誘導できるかどうかを確認するために、CD16(V158)発現NK92MI細胞(NK92MI/CD16V)をエフェクター細胞として使用し、CEAを発現するマウス結腸癌細胞(CT26-ATCC CRL-2638)と共培養した。共培養は、示された濃度(0.00005~5μg/ml)のBGA113の存在下、E:T比1:1で5時間実施し、細胞毒性を乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)放出によって決定した。上清中のLDHの量は、CytoTox(商標)96 Non-Radioactive Cytotoxicity Assay kit(Promega,Madison,WI)を使用して測定し、特異的溶解量を製造業者の指示に従って計算した。図11に示すように、BGA113は、約6.7ng/mlのEC50でインビトロでADCCを誘導することができた。
実施例14:BGA113のインビボ抗腫瘍効果
CEA+腫瘍細胞に対するBGA113のインビボ効果を測定するために、NK92MI/CD16V細胞(5x106)をCT26/CEA細胞(106)と混合し、NCGマウスに皮下注射した。BGA113(0.12、0.62または3.1mg/kg)またはビヒクル対照を、腫瘍注射の日から始めて週に2回与えた(1群あたり7匹のマウス)。ビヒクルと比較して、用量3.1mg/kgのBGA113は、ビヒクル対照との差は統計的に有意ではなかった(P>0.05)が、低量の腫瘍阻害を示した(図12)。
CEA+腫瘍細胞に対するBGA113のインビボ効果を測定するために、NK92MI/CD16V細胞(5x106)をCT26/CEA細胞(106)と混合し、NCGマウスに皮下注射した。BGA113(0.12、0.62または3.1mg/kg)またはビヒクル対照を、腫瘍注射の日から始めて週に2回与えた(1群あたり7匹のマウス)。ビヒクルと比較して、用量3.1mg/kgのBGA113は、ビヒクル対照との差は統計的に有意ではなかった(P>0.05)が、低量の腫瘍阻害を示した(図12)。
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Claims (22)
- 配列番号52のアミノ酸596~674でヒトCEAに特異的に結合する抗体またはその結合フラグメントを含む、抗CEA抗体またはその抗原結合フラグメント。
- 他のCEACAMファミリーメンバーに結合しない、請求項1に記載の抗CEA抗体または抗原結合フラグメント。
- (i)(a)配列番号7のHCDR1(重鎖相補性決定領域1)と、(b)配列番号8のHCDR2と、(c)配列番号9のHCDR3とを含む重鎖可変領域、及び、(d)配列番号10のLCDR1(軽鎖相補性決定領域1)と、(e)配列番号11のLCDR2と、(f)配列番号6のLCDR3とを含む軽鎖可変領域;
(ii)(a)配列番号24のHCDR1と、(b)配列番号25のHCDR2と、(c)配列番号26のHCDR3とを含む重鎖可変領域、及び、(d)配列番号27のLCDR1と、(e)配列番号28のLCDR2と、(f)配列番号23のLCDR3とを含む軽鎖可変領域;または
(iii)(a)配列番号41のHCDR1と、(b)配列番号42のHCDR2と、(c)配列番号43のHCDR3とを含む重鎖可変領域、及び、(d)配列番号44のLCDR1と、(e)配列番号45のLCDR2と、(f)配列番号40のLCDR3とを含む軽鎖可変領域
を含む、請求項1に記載の抗CEA抗体または抗原結合フラグメント。 - (i)配列番号14と少なくとも90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%同一のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(VH)、及び配列番号15と少なくとも90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%同一のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(VL);
(ii)配列番号31と少なくとも90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%同一のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(VH)、及び配列番号32と少なくとも90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%同一のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(VL);または
(iii)配列番号48と少なくとも90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%同一のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(VH)、及び配列番号49と少なくとも90、91、92、93、94、95、96、97、98または99%同一のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(VL)
を含む、請求項3に記載の抗CEA抗体または抗原結合フラグメント。 - 配列番号14、15、31、32、48、または49内の1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のアミノ酸が挿入、削除、または置換されている、請求項4に記載の抗CEA抗体または抗原結合フラグメント。
- (i)配列番号14を含む重鎖可変領域(VH)、及び配列番号15を含む軽鎖可変領域(VL);
(ii)配列番号31を含む重鎖可変領域(VH)、及び配列番号32を含む軽鎖可変領域(VL);または
(iii)配列番号48を含む重鎖可変領域(VH)、及び配列番号49を含む軽鎖可変領域(VL)
を含む、請求項1に記載の抗CEA抗体または抗原結合フラグメント。 - モノクローナル抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト改変抗体、一本鎖抗体(scFv)、Fabフラグメント、Fab’フラグメント、またはF(ab’)2フラグメントである、請求項1~6のいずれか一項に記載の抗CEA抗体または抗原結合フラグメント。
- 前記抗CEA抗体またはその前記抗原結合フラグメントが抗体依存性細胞傷害性(ADCC)または補体依存性細胞傷害性(CDC)を有する、請求項1~7のいずれか一項に記載の抗CEA抗体または抗原結合フラグメント。
- 前記抗CEA抗体またはその前記抗原結合フラグメントは、グリコシル化が低下しているか、グリコシル化がないか、または低フコシル化されている、請求項1~7のいずれか一項に記載の抗CEA抗体または抗原結合フラグメント。
- 前記抗体またはその前記抗原結合フラグメントが、増加した二分GlcNac構造を含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の抗CEA抗体または抗原結合フラグメント。
- FcドメインがIgG1である、請求項1~7のいずれか一項に記載の抗CEA抗体または抗原結合フラグメント。
- 前記抗体が毒素に結合している、請求項1~7のいずれか一項に記載の抗CEA抗体または抗原結合フラグメント。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載の抗CEA抗体またはその抗原結合フラグメントを含む医薬組成物であって、薬学的に許容される担体をさらに含む、前記医薬組成物。
- 有効量の請求項1に記載の抗体または抗原結合フラグメントを、必要とする患者に投与することを含む、がんの治療方法。
- 前記がんが、胃癌、結腸癌、膵臓癌、乳癌、頭頚部癌、腎臓癌、肝臓癌、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、皮膚癌、中皮腫、リンパ腫、白血病、骨髄腫及び肉腫である、請求項14に記載の方法。
- 前記抗体または前記抗原結合フラグメントが、別の治療剤と組み合わせて投与される、請求項14に記載の方法。
- 前記治療剤が、パクリタキセルもしくはパクリタキセル剤、ドセタキセル、カルボプラチン、トポテカン、シスプラチン、イリノテカン、ドキソルビシン、レナリドマイド、または5-アザシチジンである、請求項16に記載の方法。
- 前記治療剤が、抗PD1抗体または抗PDL1抗体である、請求項16に記載の方法。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載の抗CEA抗体または抗原結合フラグメントをコードする、単離された核酸。
- 請求項19に記載の核酸を含む、ベクター。
- 請求項19に記載の核酸または請求項20に記載のベクターを含む、宿主細胞。
- 請求項21に記載の宿主細胞を培養し、培養物から抗体または抗原結合フラグメントを回収することを含む、抗CEA抗体またはその抗原結合フラグメントを産生する方法。
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